FI115351B - Menetelmä ja laite lähetysnopeuden määrittämiseksi monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

115351 MENETELMÄ JA LAITE LÄHETYSNOPEUDEN MÄÄRITTÄMISEKSI MONEN KÄYTTÄJÄN TIETOLIIKENNEJÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin. Erityisesti esillä oleva keksintö liit-5 tyy uuteen ja kehittyneeseen menetelmään ja laitteeseen keskimääräisen palvelulaadun maksimoimiseksi käyttäjille monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmässä ohjaamalla monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmän datan lähetysnopeuksia käyttäjille ja käyttäjiltä.

10 Termi "monipääsy" viittaa kiinteän tietolii- kenneresurssin jakamiseen usean käyttäjän kesken. Tyypillinen esimerkki sellaisesta tietoliikenneresurssis-ta on kaistanleveys. Yksittäisen tietoliikenneresurs-sin käyttäjän läpipääsyn tai datanopeuden parantami-15 seen on olemassa kolme perusmenetelmää. Ensimmäinen on lisätä lähettimen lähetystehoa tai vaihtoehtoisesti pienentää järjestelmän häviöitä siten, että vastaanotettu signaali-kohinasuhde (SNR) kasvaa. Toinen tapa on lisätä käyttäjälle allokoitavaa kaistanleveyttä.

20 Kolmas tapa on tehostaa tietoliikenneresurssin allokointia .

i Jotkut yleisimmistä menetelmistä tietoliiken- *!' .* neresurssin monipääsyn aikaansaamiseksi käsittävät se- f: kä analogisen että digitaalisen tietoliikennemoduloin- >;·.! 25 tikaavion. Sellaiset kaaviot käsittävät taajuus jako-, , ·. alkajako- ja hajaspektrimenetelmät. Taajuusjakomoni- pääsy(FDMA)menetelmässä kullekin käyttäjälle allokoi- » · daan yksi tai useampia taajuuden alikaistoja. Aikajako (TDMA) menetelmässä jaksollisesti jaksotettavat aika-; : 30 välit identifioidaan ja kullekin aikasegmentille allo- koidaan kullekin käyttäjälle yksi tai useampi aikavä-*·· li. Joissain TDMA-järjestelmissä käyttäjille annetaan '·. ajallisesti kiinteä osoitus ja muissa järjestelmissä t käyttäjä saattaa saada resurssin käyttöönsä satunnai- 35 sesti. Hajaspektritietoliikenteessä käyttäjät jakavat yhteisen taajuuskaistan. Käyttämällä taajuushyppe-ly(FH)modulaatiota signaali moduloidaan kancosignaa- 2 115351 liin, jonka taajuus vaihtelee ennalta määrätyn suunnitelman mukaisesti. Suorasekvenssi(DS)modulaatiossa käyttäjän signaali moduloidaan näennäiskohinakoodilla. Eräässä koodijakomonipääsy(CDMA)menetelmässä, joka 5 käyttää suorasekvenssimodulaatiota, joukko suorakul maisia tai lähes suorakulmaisia hajaspektrikoodeja (kukin käyttää kanavan täyttä kaistanleveyttä) identifioidaan, ja kullekin käyttäjälle allokoidaan yksi tai useampi tietty koodi.

10 Kaikissa monipääsykaavioissa joukko käyttäjiä jakaa tietoliikenneresurssin synnyttämättä hallitsematonta häiriötä muille tunnistusprosessissa. Tällaisen häiriön sallittu raja määritetään häiriön maksimimääräksi siten, että saatu lähetyslaatu on edelleen en-15 naita määrätyn hyväksyttävän tason yläpuolella. Digi taalisissa lähetyksissä laatu mitataan usein bittivir-henopeutena (BER) tai kehysvirhenopeutena (FER). Digitaalisissa puhekommunikaatiojärjestelmissä puheen ko-konaislaatua rajoittaa kullekin käyttäjälle sallittu 20 datanopeus ja BER tai FER.

Puhesignaalia varten vaadittavan datanopeuden . . pienentämiseen puheenlaadun kärsimättä on kehitetty • · ‘ ** järjestelmiä. Jos puhetta lähetetään yksinkertaisesti näytteistämällä ja digitoimalla analogista puhesignaa-: 25 lia, vaaditaan datanopeus luokkaa 64 kbit/sekunti (Kbps) perinteisen analogisen puhelimen puheen laatua • vastaavan puheenlaadun saavuttamiseksi. Kuitenkin pu-heen analysoinnin käytöllä, sitä seuraavalla sopivalla koodauksella, lähetyksellä ja uudelleensyntetisoinnil- , .·. 30 la vastaanottimessa, voidaan saavuttaa minimaalinen • · :·. laadun heikkeneminen.

Laitteita, jotka käyttävät menetelmiä puheen kompressoimiseksi muodostamalla parametreja, jotka » * · liittyvät ihmispuheen malliin, kutsutaan tyypillisesti , .·. 35 vokoodereiksi. Niihin kuuluu kooderi, joka analysoi tulevan puheen relevanttien parametrien muodostamisek- • · · si, ja dekooderi, joka uudelleensyntetisoi puheen 115351 3 käyttäen parametreja, jotka vastaanotetaan kooderilta lähetyskanavan kautta. Kun puhe muuttuu, määritetään uudet malliparametrit ja lähetetään tietoliikennekana-valla. Tyypillisesti puhe segmentoidaan aikalohkoihin 5 tai analyysikehyksiin, joiden aikana parametrit lasketaan. Parametrit päivitetään kutakin uutta kehystä varten.

Edullisempi menetelmä datakompression suorittamiseksi lähetettäväksi vaadittavan informaation vä-10 hentämiseksi on muuttuvanopeuksinen vokoodaus. Esimerkki muuttuvanopeuksisesta vokoodauksesta esitetään yksityiskohtaisesti patenttijulkaisussa US 08/004,484 "Muuttuvanopeuksinen vokooderi'' , jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän 15 viittauksella. Koska puhe luonnostaan sisältää hiljaisia jaksoja eli taukoja, näitä osia kuvaavaa dataa voidaan vähentää. Tehokkaimmin muuttuvanopeuksinen vokoodaus hyödyntää tämän tosiseikan pienentämällä da-tanopeutta hiljaisilla jaksoilla. Datanopeuden hidas-20 taminen, vastakohtana täydelliselle katkolle, datan lähetyksessä hiljaisten jaksojen aikana poistaa ongel-:'· .· mat, jotka liittyvät puheaktiviteetin portitukseen sa- • j· · maila helpottaen lähetetyn informaation vähentämistä, vähentäen siten kokonaishäiriötä monipääsytietoliiken-t<ti; 25 nejär jestelmässä.

. Esillä oleva keksintö on uusi ja parannettu ;;;* menetelmä ja laite käyttäjille suunnatun keskimäärän- * · ’’ ’ sen palvelulaadun parantamiseksi monen käyttäjän tie toliikennejärjestelmässä ohjaamalla datan lähetysnope- * : | 30 uksia käyttäjille ja käyttäjiltä monen käyttäjän tie- toliikenne järjestelmässä.

Esillä olevassa keksinnössä seurataan saata-villa olevan tietoliikenneresurssin käyttöä. Kun saa-tavilla olevan tietoliikenneresurssin käyttö on liian 35 suurta tietyllä tietoliikenneyhteydellä ja laatu heik-kenee alle ennalta määrätyn rajan, datanopeutta käyttäjille tai käyttäjiltä rajoitetaan osan saatavilla 4 115351 olevan tietoliikenneresurssin vapauttamiseksi. Kun tietoliikenneresurssin käyttö on liian vähäistä, da-tanopeutta käyttäjille tai käyttäjiltä lisätään aikaisemman rajan yläpuolelle.

5 Esimerkiksi jos tietoliikenneyhteys etäkäyt täjältä tietoliikennekeskukseen, myöhemmin paluukanava, ylikuormittuu, päätietoliikennekeskus lähettää signalointiviestin, joka vaatii käyttäjiä tai tiettyjä niistä vähentämään keskimääräistä datanopeuttaan. Etä-10 käyttäjäpäässä signalointiviesti vastaanotetaan ja etäkäyttäjän lähetysnopeutta pienennetään signalointi-viestin mukaisesti.

Etäkäyttäjä, esimerkissä, voi lähettää puhe-dataa tai muuta digitaalista dataa. Jos käyttäjä lä-15 hettää puhedataa, niin lähetysnopeutta voidaan säätää käyttämällä muuttuvanopeuksista vokooderia kuten kuvataan yllä mainitussa patenttijulkaisussa US 08/004,484. Esillä olevaa keksintöä voidaan samoin hyödyntää mihin tahansa muuttuvanopeuksiseen vokoo-20 daukseen, kun etäkäyttäjä lähettää puhedataa. Jos käyttäjä lähettää digitaalista dataa, joka ei ole pu-, hedataa, järjestelmä voi vaihtoehtoisesti ohjata etä- • käyttäjää modifioimaan lähetettyä datanopeutta tiettyä digitaalista datalähdettä varten.

' ' 25 Tietoliikennekanavalla päätietoliikennekes- kuksen ja etäkäyttäjien välillä, jäljempänä lähtöka-' ; : naila, päätietoliikennekeskus seuraa etäkäyttäjien • Tr kanssa käytetyn tietoliikenneresurssin osaa kokonais kapasiteetista. Jos osa on liian suuri, tietoliikenne-30 keskus vähentää sallittua keskimääräistä lähetysda-

' I

tanopeutta kullakin käyttäjällä tai osalla käyttäjis-

> I

tä. Jos osa on liian pieni, tietoliikennekeskus lisää * sallittua keskimääräistä lähetysdatanopeutta kullakin käyttäjällä. Kuten paluukanavalla, datanopeuden ohjaus ,·, 35 voi olla luonteeltaan selektiivistä perustuen etäkäyt- i ' ,täjille lähetettävän datan (puhetta tai ei-puhetta) ' ' luonteeseen.

5 115351

Esillä olevan keksinnön muodot, tarkoitukset ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa on samat viitenumerot kauttaaltaan ja joissa: 5 kuvio 1 on lohkokaavio, joka esittää etäkäyt täjiä (liikkuvia) pyrkimässä päätietoliikennekeskusyh-teyteen (solutukiasema); kuvio 2 on lohkokaavio, joka esittää monisolu (useita päätietoliikennekeskuksia) ympäristöä datan 10 vastaanotossa etäkäyttäjällä; kuvio 3 on käyrä, joka kuvaa keskimääräistä palvelulaatua käyttäjien määrään verrattuna tietyllä keskimääräisellä lähetysnopeudella; kuvio 4 on käyrä, joka kuvaa keskimääräistä 15 palvelulaatua käyttäjien määrään verrattuna kolmella eri keskimääräisellä lähetysnopeudella; kuvio 5 on vuokaavio järjestelmän monitorointi- ja ohjaustoiminnasta; kuvio 6 on tietoliikenneresurssia kuvaava 20 kaavio lähtökanavalla; kuvio 7 on tietoliikenneresurssia kuvaava kaavio paluukanavalla; kuvio 8 on tietoliikenneresurssia kuvaava ;*e·. kaavio esittäen toimenpiteitä, jotka tehdään suhteessa 25 resurssin eri osuuksien käyttöön.

kuvio 9 on tietoliikenneresurssia kuvaava kaavio esittäen olosuhteita, joissa datanopeutta olisi • vähennettävä esillä olevan keksinnön mukaisella ohja- . j.: usmekanismilla; : 30 kuvio 10 on tietoliikenneresurssia kuvaava kaavio esittäen edellisen tietoliikenneresurssin da-. tanopeuden pienentämisen vaikutuksia; kuvio 11 on lohkokaavio, joka esittää monito- ♦ · · rointi- ja ohjausjärjestelmää, joka sijaitsee päätie-35 toliikennekeskuksen yhteydessä paluukanavayhteyksien I I t ohjaamiseksi; • · 6 115351 kuvio 12 on lohkokaavio, joka esittää monitorointi- ja ohjausjärjestelmää, joka sijaitsee etäkäyttäjän yhteydessä paluukanavayhteyksien ohjaamiseksi; ja 5 kuvio 13 on lohkokaavio, joka esittää lähtö- kanavan monitorointi- ja ohjauslaitetta.

Kuvio 1 esittää monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmän tietoliikenneyhteyksiä etäkäyttäjien 4 ja lähetyskeskuksen 2 välillä. Esimerkkisovellutukses-10 sa nämä yhteydet toteutetaan koodijakomonipääsymene-telmillä (CDMA), joka kuvataan yksityiskohtaisemmin patenttijulkaisuissa US 4,901,307 " Hajaspektri- monipääsytietoliikennejärjestelmä, joka käyttää satelliitti tai maatoistimia (CDMA) ja US 5,103,459 15 "Järjestelmä ja menetelmä signaalin aaltomuodon generoimiseksi CDMA-matkaviestinjärjestelmässä (CDMA)", joissa molemmissa on hakijana sama kuin tässä hakemuksessa ja jotka liitetään tähän viittauksella. Yhteyksiä etäkäyttäjiltä lähetyskeskukseen kutsutaan paluu-20 kanavayhteyksiksi. Tietoliikenneyhteyttä joka mahdol listaa yhteyden etäkäyttäjältä 4 tukiasemaan 2 kutsutaan paluukanavaksi. CDMA-järjestelmässä järjestelmän käyttäjäkapasiteetti on häiriötason funktio järjestel-... mässä.

' *. 25 Kuvio 2 esittää kaksi päätilannetta, jotka johtavat datanopeuden ohjaustarpeeseen häiriön pienentämiseksi ja kapasiteetin kasvattamiseksi. CDMA- moni-• * soluisen solukkoviestintäjärjestelmän esimerkkisovel- lutuksessa suurin kapasiteetin rajoittaja lähtökana-: 30 vayhteyksillä on viereisistä soluista tuleva häiriö, joka esitetään nuoliviivoin tukiasemalta 12 tai yksit-; täiseltä etäkäyttäjältä tai matkaviestimeltä 10. Toi- nen vaikutus lähtökanavayhteyden kapasiteettiin esillä olevassa sovellutuksessa esitetään toisella nuolivii-35 valla 18 yksittäisellä soluasemalta matkaviestimeen i i t 10. Tämän vaikutuksen aiheuttaja, joka tunnetaan moni-. .·. reittisyytenä, on esteen 16, kuten rakennuksen, vuoren 7 115351 tai sen tapaisen, joka kykenee heijastamaan sähkömagneettisia aaltoja, aiheuttama heijastuminen.

Esimerkkisovellutuksessa etäkäyttäjä 10 vastaanottaa häiriön tukiasemilta 12, joilla ei ole yh-5 teyttä etäkäyttäjään, ja häiriö vastaanotetaan moni-reittisinä signaaleina haitasta 16. Esimerkkisovellutuksessa solujoukon toimintaa valvotaan järjestelmäoh-jaimella 14, joka antaa ja vastaanottaa dataa yleiseen puhelinverkkoon (ei esitetty). Näitä yhteyksiä pide-10 tään lähtökanavayhteyksinä.

Aika- ja taajuusjakomonipääsymenetelmiä (TDMA, FDMA) käyttävissä järjestelmissä on olemassa "kovo" kapasiteetin aikaansaama rajoite, mikä johtuu aikavälien tai taajuuden alikaistojen rajallisesta 15 määrästä, vastaavasti. Kun kaikki aikavälit tai ali-kaistat on allokoitu käyttäjille, " kovo"-kapasiteetin raja saavutetaan ja uusien käyttäjien palveleminen on mahdotonta. Vaikkakaan ennen kapasiteetin loppumista käyttöoikeuden saaneita käyttäjiä ei häiritä poista-20 maila heitä järjestelmästä, keskimääräinen palvelulaa- tu kaikkien käyttäjien osalta laskee alle kapasiteetin rajan, koska palvelulaatu niiden käyttäjien osalta, joilta evättiin käyttöoikeus, on nolla.

Monipääsyjärjestelmissä, kuten koodijakomoni-' *. 25 pääsymenetelmässä ja satunnaispääsyjärjestelmissä, ku ten ALOHA ja jaettu ALOHA, on olemassa "pehmeä" kapasiteetin raja. Tämän tyyppisissä järjestelmissä jär-‘ * jestelmän käyttäjien lisääminen kapasiteetin rajan yli ,i.: aiheuttaa laatutason putoamista kaikkien käyttäjien : : 30 osalta. CDMA-järjestelmässä käyttäjät näkevät muiden käyttäjien lähetyksen häiriönä tai kohinana. Pehmeän kapasiteettirajan yläpuolella, kohina on riittävän voimakasta aiheuttaakseen ennalta määrätyn sallitun BERin tai FERin ylittymisen. Satunnaispääsyjärjestel- • · · ··: 35 missä kukin lisäkäyttäjä lisää viestien törmäämisen • · · ...· todennäköisyyttä. Kapasiteettirajan ylityttyä törmäyk- sien lukumäärä kasvaa niin suureksi, että uudelleenlä- • · 8 115351 hettämisen tarve tai menetetty data heikentää jokaisen käyttäjän yhteyden laatua.

Kuvio 3 on kuvatunlaisen monipääsyjärjestel-män käyttäjien saaman palvelun keskimääräistä laatua 5 kuvaava käyrä järjestelmän käyttäjien lukumäärän funktiona tietyllä keskimääräisellä datanopeudella kaikilla käyttäjillä. Palvelun keskimääräinen laatu (Qave) määritetään seuraavasti: &.. = ^Σ0α> 10 missä on käyttäjän i saaman palvelun laatu ja N on järjestelmän käyttäjien lukumäärä.

Lisäksi kuvio 3 esittää laaturajaa, jonka yläpuolella keskimääräinen palvelun laatu on hyväksyttävä ja jonka alapuolella palvelun laatu ei ole hyväk-15 syttävä. Laaturajan ja käyttäjien lukumää rän funktiona esitetyn laadun kuvaajan leikkauskohta määrittää järjestelmän kapasiteettirajan järjestelmän datanopeudella. CDMA-järjestelmän esimerkkisovellutuk-sessa viestejä lähetetään 20 ms kehyksissä ja kohta-20 lainen 1 %:n kehysvirhenopeus määrää laaturajan paikan esimerkkisovellutuksessa. On ymmärrettävä, että eri ’ti'; kehyskoot ja virhenopeudet ovat yhtälailla mahdollisia • i , esillä olevassa keksinnössä.

' Kuvio 4 esittää palvelun keskimääräisen laa- 25 dun käyttäjien lukumäärän funktiona kolmea kuvaajaa ·.!.· 20, 22 ja 24 kolmella asteittain vähentyvällä datano- « t · V · peudella. Kuvaaja 20 vastaa laatukäyrää suurella kes kimääräisellä datanopeudella, kuvaaja 22 vastaa laatu- • käyrää keskinkertaisella keskimääräisellä datanopeu- * · · · 30 della ja kuvaaja 22 vastaa laatukäyrää hitaalla keski- 9 115351 dollistaa parametrien tarkemman kvantisoinnin muuttu-vanopeuksisessa puhekooderissa johtaen puhtaammin kuuluvaan puheeseen.

Toinen tärkeä kuvaajien ominaisuus on niiden 5 leikkaus laatulinjojen kanssa. Laatulinjan leikkaus kunkin kuvaajan 20, 22 ja 24 kanssa antaa kapasiteettia jän järjestelmälle kuvaajien 20, 22 ja 24 vastaavilla datanopeuksilla. Järjestelmän kapasiteetit, jotka on nimetty CAP A, CAP B ja CAP C, ovat sallittujen 10 käyttäjien lukumäärä järjestelmässä kuvaajien 20, 22 ja 24 vastaavilla datanopeuksilla. Kapasiteettiraja tietyllä datanopeudella saadaan vaaka-akselilta, joka edustaa käyttäjien määrää, kuvaajan ja laaturajan leikkauskohdasta, kuten kuviosta 4 tulee esille.

15 Kuvio 5 on vuokaavio, joka esittää keskimää räisen laadun maksimointia ohjaamalla lähetyksen da-tanopeutta järjestelmässä. Lohkossa 30 käytössä olevan tietoliikenneresurssin määrä määritetään tietyllä yhteydellä olevien käyttäjien määrään ja kunkin käyttä-20 jän lähettämään datanopeuteen perustuen. Käyttöarvo, joka lasketaan lohkossa 30, siirretään lohkoon 32. Lohkossa 32 käyttöarvoa verrataan alempaan kynnysar- i « ... : voon. Jos käyttöarvo on alle alemman kynnysarvon, niin )#<t; edetään lohkoon 34, missä määritetään toimiiko yhteys . 25 ennalta määrätyllä maksiminopeudella. Jos järjestelmä toimii ennalta määrätyllä maksiminopeudella, edetään lohkoon 38, eikä suoriteta muita toimenpiteitä. Jos *.* * järjestelmä toimii alle ennalta määrätyn maksiminopeu den, edetään lohkoon 36 ja yhteyden datanopeutta lisä-: 30 tään.

Jos uudelleen lohkossa 32 määritetään, että . yhteyden käyttö ei ole liian vähäistä, edetään lohkoon , 40, jossa käyttöä verrataan ylempään kynnysarvoon. Jos lohkossa 40 määritetään käytön olevan alle ylemmän » :* 35 kynnysarvon, edetään lohkoon 41, eikä suoriteta toi- menpiteitä. Jos toisaalta yhteyden käyttö ylittää ylemmän kynnysarvon lohkossa 40, edetään lohkoon 42.

115351 ίο

Lohkossa 42 järjestelmän datanopeutta verrataan ennalta määrättyyn minimiin. Jos järjestelmän datanopeus on suurempi kuin ennalta määrätty minimi, edetään lohkoon 44, missä yhteyden datanopeutta pienennetään.

5 Jos lohkossa 42 yhteyden datanopeus määritet tiin olevan yhtäsuuri kuin yhteyden miniminopeus, edetään lohkoon 46. Lohkossa 46 järjestelmä vertaa käyttöä ennalta määrättyyn maksimiin. Jos tietoliikennere-surssi on käytetty loppuun eli jos käyttö on yhtäsuuri 10 kuin maksimi, edetään lohkoon 48 ja estetään lisäkäyttäjien pääsy. Jos käyttö on alle ennalta määrätyn maksimin, edetään lohkoon 50, eikä suoriteta toimenpiteitä.

TDMA-järjestelmissä datanopeutta voidaan 15 muuttaa hajauttamalla tietyn käyttäjän data allokoitujen aikavälien joukossa tai yhdistämällä useiden käyttäjien data valikoituihin allokoituihin aikaväleihin. Vaihtoehtoisessa toteutuksessa muuttuva datanopeus voidaan saavuttaa TDMA-järjestelmässä allokoimalla 20 erimittaisia aikavälejä eri käyttäjille. Vastaavasti FDMA-järjestelmissä järjestelmän datanopeutta voidaan muuttaa hajauttamalla tietyn käyttäjän data allokoitujen taajuusalikaistojen joukossa tai yhdistämällä •'; useiden käyttäjien data valikoituihin allokoituihin 25 taajuusalikaistoihin. Vaihtoehtoisessa toteutuksessa muuttuva datanopeus voidaan saavuttaa FDMA-järjestelmässä allokoimalla erikokoisia taajuusali-kaistoja eri käyttäjille.

i ......... , .

>·· Satunnaispaasyjarjestelmissa viestien torma- !.: * 30 ystodennäköisyys on suhteessa kunkin käyttäjän tarvit seman lähetettävän informaation määrään. Siksi datano-: : : peutta voidaan säätää suoraan lähettämällä vaihtele- vankokoisia datapaketteja tai lähettämällä paketteja vaihtelevin aikavälein.

;;; 35 CDMA-järjestelmää käyttävässä esimerkkisovel- ·;·' lutuksessa puheen lähettämiseen tarvittavan datan mää- : rää säädetään vaihtuvanopeuksisen vokooderin käytöllä,

‘ * I

11 115351 kuten esitetään patenttijulkaisussa US 08/004,484, joka mainittiin aiemmin. Esimerkkisovellutuksen muuttu-vanopeuksinen vokooderi antaa dataa täydellä nopeudella, puolella nopeudella, neljännesnopeudella ja kah-5 deksasosanopeudella vastaten nopeuksia 8 kbps, 4 kbps, 2 kbps ja 1 kbps, mutta olennaisesti mikä tahansa keskimääräinen maksiminopeus voidaan saavuttaa yhdistämällä datanopeuksia. Esimerkiksi maksimi keskimääräinen datanopeus 7 kbps voidaan aikaansaada pakottamalla 10 vokooderi puolinopeuteen joka neljännellä täyden nopeuden kehyksellä. Esimerkkisovellutuksessa muuttuvako-koinen puhedatapaketti segmentoidaan ja segmentit annetaan satunnaisesti, kuten kuvataan yksityiskohtaisesti patenttijulkaisussa US 07/846,312 "Datapurskeen 15 satunnaistaja" , jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella.

Käyttökelpoinen tapa esittää tietoliikennekapasiteetti on esittää käytössä oleva tietoliikennere-surssi ympyräkaaviona, jossa koko ympyrä esittää tie-20 toliikenneresurssin täyttä käyttöä. Tässä esitystavassa ympyräkaavion sektorit edustavat käyttäjille allo-; ' : koituja osuuksia, järjestelmäosuutta ja käyttämätöntä • ;· ; resurssia .

·...: TDMA- tai FDMA-järjestelmässä koko ympyräkaa- 25 vio saattaa edustaa saatavilla olevien aikavälien mää- • · rää tai taajuusalikaistoja tietyssä allokointistrate- t 1 · giassa. Satunnaispääsyjärjestelmässä koko ympyräkaavio * voi edustaa viestinopeutta, joka sallitaan ilman, että viestien törmäyksien määrä kasvaa yli sallitun saaden M i 30 yhteyden kelvottomaksi käyttää. CDMA-järjestelmän esi-·,,,·’ merkkisovellutuksessa koko ympyräkaavio edustaa suu- rinta siedettävää kohinakattoa, jossa ilma ja signaa-,···, lit muilta käyttäjiltä esiintyvät kohinana viestidatan * t ’·’ vastaanotossa etäkäyttäjille ja etäkäyttäjiltä. Missä 35 tahansa laitekokoonpanossa, viitaten uudelleen kuvaan 3, koko resurssiympyrä edustaa laatulinjan leikkaus- 12 115351 kohtaa käyttäjien funktiona esitettävän keskimääräisen laatukuvaajän kanssa.

Kuva 6 esittää esimerkkiä yleisestä lähtöka-navan kapasiteettia kuvaavasta ympyräkaaviosta. Re-5 surssiympyrän ensimmäinen sektori, joka on nimetty OVERHEADiksi, edustaa lähetyssignaalin osaa, joka ei kuljeta viesti-informaatiota. Ympyrän OVERHEAD osa edustaa viestitöntä ei-käyttäjäkohtaista osaa ja esi-merkkisovellutuksessa on tietoliikenneresurssin kiin-10 teä osa, vaikka muissa järjestelmissä tämä "overhead" voi vaihdella käyttäjämäärän tai muiden tekijöiden mukaan. OVERHEAD voi sisältää tukiaseman tunnistustietoa ja tukiaseman asetustietoa muiden asioiden lisäksi. OVERHEAD voi sisältää tietoliikenneresurssin alustus-15 kanavan käytön. Alustuskanavan esimerkki esitetään yksityiskohtaisemmin patenttijulkaisussa US 5,103,459 "Järjestelmä ja menetelmä signaaliaaltomuotojen generoimiseksi CDMA-matkaviestinjärjestelmässä (CDMA) " , jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka 20 liitetään tähän viittauksella. Kukin seuraava sektori numeroituna 1-20 edustaa tietylle käyttäjälle suunnattua viesti-informaatiota, jossa käyttäjät on numeroitu 1-20. Ympyrän viimeinen sektori, siirryttäessä myötäpäivään, on merkitty B:llä. B:llä merkitty sekto- • · ....: 25 ri edustaa saatavilla olevan tietoliikenneresurssin jäljellä olevaa osaa ennen ei-hyväksyttävän yhteyden heikkenemistä.

Kuvio 7 on resurssi ympyräkaavio paluukana- * · · ;;; vayhteyksille. Tämä ympyräkaavio edustaa lähetyskes- 30 kuksessa tai tukiasemassa vastaanotettua informaatio ta. Ainoa merkittävä ero tämän ympyräkaavion ja aikai-semman ympyräkaavion välillä on, että paluukanavalla j : ei ole kiinteää OVERHEAD resurssia. Lisäksi on huomat- *j. tava, että edullisessa sovellutuksessa kukin käyttäjä !!! 35 käyttää samaa tietoliikenneresurssin osaa kaikkien ” käyttäjien palvelulaadun maksimoimiseksi. Menetelmä ja laite saman tietoliikenneresurssin ylläpitämiseksi 13 115351 kaikille käyttäjille esitetään yksityiskohtaisemmin patenttijulkaisussa US 5,056,109, "Menetelmä ja laite lähetystehon ohjaamiseksi CDMA-matkaviestin- järjestelmässä", jossa hakijana on sama kuin tässä 5 hakemuksessa ja liitetään tähän viittauksella. Tässä ratkaisumallissa kukin etäkäyttäjä lähettää sellaisella teholla, että se vastaanotetaan tukiasemalla samoin kuin muidenkin lähetykset. Edullisesti kukin etäkäyttäjä lähettää pienimmällä mahdollisella teholla, joka 10 on tarpeen tietoliikennekanavan laadun varmistamisek si .

Kuva 8 on toimintaympyräkaavio, joka edustaa toiminteita seuraten resurssiympyräkaavioita. Kuvion 8 ympyräkaaviossa on nimettynä kolme pistettä, piste IN-15 CREASE RATE, piste DECREASE RATE ja piste BLOCK ADDITIONAL USERS. Jos resurssiympyrän osa tietyllä yhteydellä ylittää pisteen DECREASE RATE, lähetysnopeutta tällä yhteydellä on pienennettävä palvelulaadun parantamiseksi. Esimerkiksi jos kuvaajaa 20 kuviossa 4 vas-20 taavaa datanopeus on käytössä kaikilla käyttäjillä ja käyttäjien määrä on suurempi kuin CAP A, datanopeutta a · · j ’ : on pienennettävä,jolloin järjestelmä toimii kuvaajalla ·;-·· 22 kuviossa 4. Jos resurssiympyrän osuus tietyllä kana- valla menee alle INCREASE RATE, lähetysnopeutta tällä 25 yhteydellä on lisättävä palvelulaadun parantamiseksi.

I ·

Esimerkiksi jos kuvaajaa 22 kuviossa 4 vastaava da- * * ;;; tanopeus on käytössä kaikilla käyttäjillä ja käyttäji- • * · ’·* en määrä on pienempi kuin CAP A, datanopeutta on pie nennettävä, jolloin järjestelmä toimii kuvaajalla 20 » · 30 kuviossa 4. Jos ympyrä saavuttaa pisteen BLOCK ADDI-

It>: TIONAL USERS, niin yhtään lisäkäyttäjää ei päästetä ,I,; järjestelmään. Huomaa, että ainoa tapa, jolla järjes- * · telmä saavuttaa pisteen BLOCK ADDITIONAL USERS, on kulkemalla pisteen DECREASE RATE ohi, joka piste 35 osoittaa, että nopeutta ei pitäisi enää alentaa.

”! Kuviot 9 ja 10 esittävät lähetysnopeuden pie nentämisen vaikutuksia resurssiallokointiin. Kuvassa 9 14 115351 käyttäjän 20 lisäys on saanut resurssiallokoinnin kulkemaan yli pisteen, jossa lähetysnopeutta pitäisi vähentää. Tässä pisteessä lähetysnopeus pienenee ja re-surssiympyrä samoille käyttäjille näyttää samalta kuin 5 kuviossa 10. Huomaa resurssiympyrän B käyttämättömän osan olevan riittävän suuri lisäkäyttäjien pääsyn sallimiseksi järjestelmään. Näin ollen lisäkäyttäjiä voidaan päästää järjestelmään kunnes järjestelmä vaatii lähetysnopeuden pienentämistä jälleen. Tämä prosessi 10 jatkuu kunnes nopeus on minimissään. Jos näin käy, järjestelmä sallii ympyrän täyttymisen kokonaan ja yhtään uutta käyttäjää ei päästetä järjestelmään.

Sitävastoin käyttäjien poistuessa ja vapauttaessa tietoliikenneresurssia, tietoliikenneresurssin 15 osa, jota käytetään menee alle pisteen INCREASE RATE ja järjestelmä kasvattaa lähetysnopeuttaan. Tämä voi jatkua kunnes lähetysnopeutta lisätään maksiminopeuteen tai kunnes käyttäjiä ei enää tule lisää järjestelmään.

20 Kuvio 11 esittää lohkokaaviota paluukanavan resurssin käytön monitorointia ja ohjaamista varten ; .* tietoliikennekeskuksessa, joka saattaa sisältää solu- · tukiaseman ja järjestelmäohjaimen. Signaalit etäkäyt- :* i täjiltä vastaanotetaan antennilla 60. Vastaanotetut ; · 25 signaalit annetaan vastaanottimeen 62, joka antaa da- . .·, tan analogisessa tai digitaalisessa muodossa tehon laskentayksikköön 66 ja demodulaattoreille 64. Laskettu tehoarvo tehon laskentayksiköstä annetaan nopeuden , , ohjausyksikköön 68, joka vertaa vastaanotetun signaa- * · ·; : 30 Iin tehoa kynnysjoukkoon. Vertailun perusteella nopeu- * * .* den ohjauslogiikka 68 antaa nopeuden ohjaussignaalin *, · mikroprosessoriin 70, kun signaaliteho on ylemmän kyn- *. nyksen yläpuolella tai on alemman kynnyksen alapuolel la. Muissa sovellutuksissa nopeuden ohjauslogiikka 68 35 voi myös toimia ulkoisten tekijöiden perusteella, jot- * ka saattavat vaikuttaa tietoliikennekanavan suorituskykyyn, kuten sääolosuhteet jne.

15 115351

Vastaanotettu signaali vastaanottimelta 62 annetaan demodulaattoreille 64, missä se demoduloidaan ja tietyn käyttäjän data muodostetaan ja annetaan vastaavalle mikroprosessorille 70. Esimerkkisovellutuk-5 sessa, kuten yksityiskohtaisesti kuvataan patenttijulkaisussa US 07/433,031, "Menetelmä ja järjestelmä joustavan kanavanvaihdon aikaansaamiseksi CDMA-matkaviestinjärjestelmässä", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viit-10 tauksella, vastaanotettu data annetaan mikroprosessoreilla 70 valitsinkorteille (ei esitetty) järjestelmä-ohjaimessa 14, joka valitsee parhaan vastaanotetun datan vastaanotetusta datasta joukosta tietoliikennekeskuksia (soluja), joihin kuhunkin kuuluu vastaanotin 62 15 ja demodulaattori 64, ja dekoodaa parhaan vastaanotetun datan käyttäen vokooderia (ei esitetty). Uudelleen muodostettu puhe annetaan yleiseen kytkentäiseen puhelinverkkoon (ei esitetty).

Lisäksi mikroprosessori 70 vastaanottavat da-20 tan lähtökanavan lähetystä varten vokoodereilta (ei esitetty) dataliitynnän kautta. Mikroprosessorit yhdistävät paluukanavan nopeuden ohjaussignaalin, tarvittaessa, lähtevään lähtökanavan dataan yhdistettyjen datapakettien antamiseksi modulaattoreille 72. Edulli-25 sessa sovellutuksessa jotkin mikroprosessoreista 70 yhdistävät valinnaisesti paluukanavan nopeuden ohjauk-. sen lähtevään lähtökanavan dataan. Edullisessa sovel- * » 4 · t . lutuksessa jotkin mikroprosessoreista 70 vastaavat ;; signaaliin, joka osoittaa ohitustilanteen, jolloin '·* * 30 käänteistä nopeuden ohjaussignaalia ei yhdistetä läh tevään lähtökanavan dataan. Vaihtoehtoisessa sovellu-tuksessa tietyt mikroprosessorit 70 eivät ota huomioon Γ: paluukanavan nopeuden ohjaussignaalia. Modulaattorit 72 moduloivat datapaketit ja antavat moduloidut sig-35 naalit summaimeen 74. Summain 74 summaa moduloidun da- ;*’ tan ja antaa sen edelleen lähettimeen 76, jossa se » * • · 16 115351 vahvistetaan ja annetaan antenniin 78 lähetystä varten.

Kuvio 12 esittää lohkokaaviota esillä olevan keksinnön mukaisesta etäkäyttäjän laitteesta esimerk-5 kisovellutuksessa lähetyskeskuksen kuviossa 1 esitet tyyn nopeuden ohjaussignaaliin vastaamiseksi. Paluu-reitillä, signaali, joka käsittää koodattua puhedataa ja/tai signalointidataa, vastaanotetaan antennissa 90, joka myös palvelee lähetysantennina duplekserin 92 10 avulla. Vastaanotettu signaali annetaan edelleen duplekserin 92 läpi demodulaattoriin 96. Seuraavaksi signaali demoduloidaan ja annetaan mikroprosessoriin 98. Mikroprosessori 98 dekoodaa signaalin ja antaa puheda-tan ja kaiken mahdollisen ohjausdatan, joka lähetetään 15 tukiasemalla, muuttuvanopeuksiseen vokooderiin 100.

Muuttuvanopeuksinen vokooderi 100 dekoodaa koodatut puhedatapaketit, jotka on saatu mikroprosessorilta 98, ja antaa dekoodatun puhedatan koodekkiin 102. Koodekki 102 muuntaa digitaalisen puhesignaalin analogiseen 20 muotoon ja antaa analogisen signaalin kaiuttimeen 106 toistettavaksi.

Etäkäyttäjän lähetysreitillä puhesignaalin ·;··· annetaan mikrofonin 104 läpi koodekkiin 102. Koodekki 102 antaa puheen digitaalisen esityksen muuttuvanope-25 uksiseen vokooderiin 100, joka koodaa puhesignaalin • · . nopeudella, joka määritetään esimerkkisovellutuksessa • * * puheaktiviteetin ja vastaanotetun nopeussignaalin pe- • * a ’·’ ' rusteella. Koodattu puhedata annetaan edelleen mikro prosessoriin 98.

: 30 Esimerkkisovellutuksessa nopeuden ohjaussig- :>i#: naali on binäärisignaali, joka osoittaa etäkäyttäjälle maksimidatanopeuden lisäämisen tai vähentämisen. Tämä i a ... datanopeuden säätö tehdään diskreettitasoin. Esimerk- *;* kisovellutuksessa etäkäyttäjä lisää tai vähentää mak- , 35 similähetysnopeuttaan 1000 bps vastaanotettuaan nopeu- den ohjaussignaalin tukiasemalta. Käytännössä tämä vähentää keskimääräistä datanopeutta 400 - 500 bps, kos- 17 115351 ka vokooderi koodaa puhetta nopeudella, joka on 40 -50 % ajasta normaalissa kaksisuuntaisessa keskustelussa. Esimerkkisovellutuksessa sanojen välinen hiljaisuus koodataan alemmilla datanopeuksilla.

5 Esimerkiksi jos etäkäyttäjä toimii maksimida- tanopeudella tai nopeudella 1 (8 kbps) ja vastaanotetaan signaali alentaa maksimidatanopeutta, maksimida-tanopeutta lasketaan 7/8 (7 kbps) pakottamalla joka neljäs täyden nopeuden kehys koodattavaksi puolinopeu-10 della (4 kbps). Jos toisaalta etäkäyttäjä toimii solu-tukiaseman ohjauksessa maksimidatanopeudella 3/4 (6 kbps) ja solutukiasema signaloi etäkäyttäjälle nopeuden lisäyksestä, niin etäkäyttäjä käyttää nopeutta 7/8 (7 kbps) maksimidatanopeutena. Yksinkertaistetussa so-15 vellutuksessa nopeuksia voidaan yksinkertaisesti rajoittaa johonkin diskreettiin vokooderin 100 antamaan nopeuteen (eli nopeudet 1, 1/2, 1/4 ja 1/8)

Mikroprosessori 98 lisäksi vastaanottaa ei-puhedataa,joka voi sisältää signalointidataa tai toi-20 siodataa, kuten telekopio-, modeemi- tai muuta vastaavaa dataa, joka tarvitsee yhteyttä tukiasemaan. Jos etäkäyttäjän lähettämä digitaalinen data on muodossa, t ♦ joka ei sovellu muuttuvanopeuksiseen lähetykseen (eli • » . telekopio- tai modeemidataa), niin mikroprosessori 98 ’ 25 voi päättää etäkäyttäjän palveluvalinnasta muutetaanko • · · · · ' ’ lähetysnopeutta nopeuden ohjaussignaalin perusteella.

Modulaattori 108 moduloi datasignaalin ja an-v : taa moduloidun signaalin lähettimeen 110, missä se vahvistetaan ja annetaan duplekserin 92 läpi antenniin * 30 90 ja lähetetään ilmateitse tukiasemaan. Lisäksi on i I I · todettu esillä olevassa keksinnössä, että etäkäyttäjä • , voi monitoroida paluukanavan tietoliikenneresurssia ja MM» ’ " säätää avoimen silmukan ohjausperiaatteella lähetysno- i a peuttaan.

· 35 Kuvio 13 esittää esimerkinomaisen lähtökana- van nopeuden ohjauslaitteen lohkokaaviota. Puhedata annetaan vokoodereille 120, missä puhedata vokoodataan 18 115351 muuttuvalla nopeudella. Esillä olevassa keksinnössä puhedatan koodausnopeus määritetään puheaktiviteetin ja mahdollisesti saatavan nopeuden ohjaussignaalin perusteella. Koodattu puhe annetaan edelleen mikropro-5 sessoreihin 122, jotka myös voivat vastaanottaa ei-puhedataa ulkoisesta lähteestä (ei esitetty). Tämä ei-puhedata voi sisältää signalointi- tai toisiodataa (telekopio-, modeemi- tai digitaalidataa lähetystä varten). Mikroprosessorit 122 antavat datapaketit mo-10 dulaattoreille 124, missä datapaketit moduloidaan ja annetaan summaimeen 126. Summain 126 summaa moduloidut signaalit ja antaa summasignaalin lähettimeen 128, missä signaali sekoitetaan kantosignaaliin, vahvistetaan ja annetaan antenniin 130 lähetystä varten.

15 Summattu moduloitu signaali summaimelta 126 annetaan myös tehon laskentayksikköön 132. Tehon laskentayksikkö 132 laskee summaimelta 126 tulevan signaalin tehon kiinteällä aikajaksolla ja antaa tämän tehoestimaatin nopeuden ohjauslogiikalle 134. Nopeuden 20 ohjauslogiikka 134 vertaa tehoestimaattia kynnysjoukkoon ja antaa nopeuden ohjaussignaalin vertailujen pe-rusteella. Nopeuden ohjaussignaali annetaan mikropro- » · ... ; sessoreille 122. Mikroprosessorit 122 antavat nopeuden * * . ohjaussignaalin vokoodereille 120 puhedatan maksimida- • » , 25 tanopeuden ohjaamiseksi. Valinnaisesti mikroprosesso- nm rit 122 voivat myös käyttää nopeuden ohjaussignaalia I | t '1·' ei-puhedatalähteiden datanopeuden ohjaamiseen (ei esi- * » · *,· * tetty) . Nopeuden ohjaussignaali voidaan antaa valin naisesti joillekin mikroprosessoreista 122 tai vaihto-i 30 ehtoisesti valitut mikroprosessorit 122 voivat vastata globaalisti annettuun nopeuden ohjaussignaaliin.

• I » * . Yllä kuvattu avoimen silmukan ohjaus voi toi- I I t » # ’ / mia myös suljetussa silmukassa, joka voi vastata sig- I · '···’ naaleihin etäasemilta osoittaen saavutetun kapasiteet- ·;· 35 tirajan, kuten korkean kehys virhenopeuden tai muun mi-

Ml» taitavan suureen. Nopeuden ohjauslogiikka 134 voi vas- 19 115351 tata erityyppisiin ulkoisiin häiriöihin, mikä myös voi vaikuttaa tietoliikennekanavan suorituskykyyn.

Edellä oleva edullisten sovellutusten kuvaus annetaan, jotta ammattimies voisi käyttää tai valmistaa 5 esillä olevan keksinnön mukaista laitetta. Näiden sovellutusten eri modifikaatiot ovat ammattimiehille ilmeisiä ja tässä kuvatut yleiset periaatteet ovat sovellettavissa muihin sovellutuksiin keksimättä mitään uutta. Näin ollen esillä olevaa keksintöä ei rajata tässä esitettyi-10 hin sovellutuksiin vaan tässä esitettyjen periaatteiden ja uusien hahmojen käsittämään suojapiirin.

t I · • · > I I · • i « I · « « « · • » · » · • · · * * · » * * I · · • ·

Claims (37)

1. Alijärjestelmä tietoliikennelaadun optimoimiseksi vaihtelemalla paluulinkkilähetysdatanopeuk-sia järjestelmän käytön ja kapasiteetin mukaisesti ja 5 estämällä ylimääräisiä etäkäyttäjiä jos järjestelmän käyttö on yhtä suuri kuin ennalta määrätty maksimi tietoliikenneverkkojärjestelmässä, jossa on useita käyttäjiä (4), joista jokaisella on lähetin (110), ja jotka välittävät viestisignaaleja paluulinkkilähetys-10 datanopeudella tietoliikennekeskukseen (2) jolla on vastaanotin (62), tunnettu siitä, että alijärjestelmä käsittää: monitorointivälineet järjestelmän käytön määrittämiseksi ja ehdollisesti perustuen järjestelmän käyt-15 töön paluulinkkinopeusohjaussignaalin tuottamiseksi järjestelmän käytön mukaisesti; ja joukko vastausvälineitä, joista jokainen sijoitettuna vastaavan etäkäyttäjän (4) kanssa paluulinkkinopeusohjaussignaalin vastaanottamisek-20 si ja vastaavan etäkäyttäjän (4) aktiivisen viesti-, informaation paluulinkkilähetysnopeuden säätämiseksi ‘ paluulinkkinopeusohjaussignaalin mukaisesti ja aktiivisen viestin koodaamiseksi joukkona lähetys-‘ * kehyksiä, joissa vaihtuvadatalähdeväline on altis no- * · 25 peusohjaussignaalille lähetyskehysjoukon alijoukon 't l koodaamiseksi alennetulla koodausnopeudella samalla kun huolehditaan toisista kehyksistä sanotussa lähe- * tyskehysjoukossa suuremmalla koodausnopeudella. * * I ' I _·*.[ 30

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alijärjes- > · telmä, tunnettu siitä, että monitorointivälineet on sijoitettu lähetyskeskuksen kanssa; ja että alijärjes-

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alijärjestelmä, tunnettu siitä, että monitorointivälineet määrittävät järjestelmän käytön mittaamalla viestisignaa- 10 lien tehon ennalta määrätyllä aikajaksolla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen alijärjestelmä, tunnettu siitä, että vastausvälineisiin kuuluu: prosessorivälineet (98) nopeuden ohjaussignaalin 15 vastaanottamiseksi ja nopeuden komentosignaalien antamiseksi vastauksena nopeuden ohjaussignaaliin; ja muuttuvanopeuksinen vokooderiväline (100) puheda-tan ja nopeuden komentosignaalien vastaanottamiseksi ja puhedatan koodaamiseksi komentosignaalien mukaises-20 ti.

4 I · !t>>: telmään kuuluu edelleen: tietoliikennekeskuksen lähetinvälineet (76) vies- * ’**. 35 tien lähettämiseksi etäkäyttäjille (4) ja nopeuden oh jaussignaalin lähettämiseksi etäkäyttäjille (4); ja 21 115351 joukko etäkäyttäjien vastaanottimia (94), jotka kukin on sijoitettu vastaavan etäkäyttäjän (4) kanssa nopeuden ohjaussignaalin vastaanottamiseksi ja nopeuden ohjaussignaalin antamiseksi vastaaville vastausvä-5 lineille.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen alijärjes-telmä, tunnettu siitä, että muuttuvanopeuksinen vokoo- ·;· | deri (100) koodaa puhedatan sen tehon mukaisesti. : 25

> » ,,, ; 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen alijärjes telmä, tunnettu siitä, että prosessorivälineillä (98) * * * • « · ;;; vastaanotetaan ei-puhedataa lähetystä varten ja anne- '·’ * taan ei-puhedataa nopeusohjaussignaalin määrittämän 30 nopeuden mukaisesti.

• » · • · · * : : 7. Muuttuvanopeuksinen lähetin-vastaanotin .···, tietoliikennejärjestelmää varten jossa tukiasema lä- hettää paluulinkkinopeusohjauskäskyn liittyen järjes-35 telmän käyttöön ja kapasiteettiin, vaihtuvanopeuksisen lähetin-vastaanottimen ollessa etäsijoitettu sanotusta • * / 22 115351 tukiasemasta, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanottimeen kuuluu: vastaanotin (94) signaalin vastaanottamiseksi tukiasemalta ja käsittäen viestidataa ja nopeuden ohja-5 uskomennon; muuttuvanopeuksinen vokooderi (100) aktiivisen pu-hedatan vastaanottamiseksi ja koodaamiseksi lähetyske-hysjoukoksi, jossa vokooderi on altis nopeusohjaussig-naalille lähetyskehysjoukon alijoukon koodaamiseksi 10 alennetulla koodausnopeudella samalla huolehditaan muista lähetyskehysjoukon kehyksistä suuremmalla koodausnopeudella; ja lähetin (110) aktiivisen puhedatan koodattujen kehysten lähettämiseksi. 15

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen muuttuvanopeuksinen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanottimeen kuuluu: demodulaattori (96), joka on järjestetty vastaan-20 ottimen (94) ja muuttuvanopeuksisen vokooderin (100) väliin vastaanotetun signaalin demoduloimiseksi; ja prosessori (98), joka on järjestetty demodulaatto-: rin (96) ja muuttuvanopeuksisen vokooderin (100) vä- * · · liin demoduloidun signaalin vastaanottamiseksi ja : 25 erikseen huolehditaan viestidatasta ja nopeuden ohja- : uskomennosta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen muuttuvano- v peuksinen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että 30 prosessori (98) on järjestetty vastaanottamaan ei- puhedataa lähetystä varten. * < I

,·*·, 10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen muuttuva nopeuksinen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että . 35 lähetin-vastaanottimeen kuuluu modulaattori (108), jo- ν',: ka on sijoitettu muuttuvanopeuksisen vokooderin (100) » » / 23 115351 ja lähettimen (110) väliin koodatun puhedatan moduloi-miseksi.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen muuttuva-5 nopeuksinen lähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanottimeen edelleen kuuluu modulaattori (108), joka on sijoitettu muuttuvanopeuksisen vokoode-rin (100) ja lähettimen (110) väliin koodatun puhedatan moduloimiseksi. 10

12. Laite viestitietoliikenteen datanopeuden ohjaamiseksi kaksisuuntaisessa tietoliikennejärjestelmässä jossa tukiasema kommunikoi viestejä lähtölinkil-lä useiden käyttäjien (4) kanssa, tunnettu siitä, että 15 laitteeseen kuuluu: käytön määritysvälineet (132) lähtölinkin käyttöarvon määrittämiseksi; nopeuden ohjauslogiikkavälineet (134) mitatun käyttöarvon vastaanottamiseksi, käyttöarvon vertaami-20 seksi ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnysarvoon ja ehdollisesti tuottaen lähtölinkkinopeusohjaussig-naalin vertailun mukaisesti; ja vaihtelevanopeusdatalähdevälineet aktiivisen vies- ·:*·· tin vastaanottamiseksi ja aktiivisen viestin koodaami- .. 25 seksi lähetyskehysjoukoksi, jossa vaihtelevadatalähde- välineet on altis lähtölinkkinopeusohjaussignaalille lähetyskehysjoukon alijoukon koodaamiseksi alennetulla ;;; koodausnopeudella samalla huolehtien toisista kehyk- • ► · *·* * sistä lähetyskehys joukossa suuremmalla koodausnopeu- 30 della.

> : : 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että muuttuvanopeuksiseen datalähtee-seen kuuluu ainakin yksi muuttuvanopeuksinen vokooderi 35 (120) puhedatan koodaamiseksi muuttuvilla nopeuksilla. • » • » » * · ί»* / 24 115351

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että käytön määritysvälineillä (132) mitataan signaalin teho joka signaali on lähetettäväksi etäkäyttäjille (4). 5

15. Menetelmä monipääsyisen tietoliikenne-resurssin käytön optimoimiseksi, tunnettu siitä, että käsittää seuraavat vaiheet: mitataan tietoliikenneresurssin käyttö; 10 verrataan mitattua käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnykseen; generoidaan nopeusohjaussignaali vertailun mukaisesti; ja koodataan aktiivinen viesti lähetyskehysjoukoksi, 15 jossa koodauksessa koodataan lähetyskehysjoukon alijoukko alennetulla nopeudella samalla kun koodataan lähetyskehysjoukon toiset kehykset suuremmalla koo-dausnopeudella vastaten nopeusohjaussignaalia.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että vaihe jossa verrataan mitattua käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnyk-seen käsittää vertauksen jossa verrataan käyttöä en-naita määrättyyn korkean käytön kynnykseen; ja jossa 25 viestin koodausvaiheessa tietoliikenteen koodausnope-. utta alennetaan kun käyttö ylittää korkean käyttökyn nyksen.

*·* ’ 17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetel- 30 mä, tunnettu siitä, että vaihe jossa verrataan mitat-tua käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnyk-: : seen käsittää vertauksen käyttöä ennalta määrättyyn alhaisen käytön kynnykseen; ja jossa viestin koodaus-vaiheessa tietoliikenteen koodausnopeutta nostetaan . " 35 kun käyttö alittaa alhaisen käyttökynnyksen. / 25 115351

18. Alijärjestelmä tietoliikennelaadun optimoimiseksi järjestelmän käytön ja kapasiteetin mukaisesti hajaspektritietoliikenneverkossa jossa on useita etäkäyttäjiä (4) joista jokaisella on lähetin (110) 5 kommunikointiin viestisignaaleilla tietoliikennekeskuksen (2) kanssa jolla on vastaanotin (62), tunnettu siitä, että alijärjestelmä käsittää: tehonlaskentaelementti (66) joka määrittää perustuen vastaanotettujen signaalien tehoon järjes-10 telmän käytön; nopeusohjauslogiikka joka ehdollisesti tuottaa nopeusohjaussignaalin järjestelmän käyttöasteen mukaisesti, joka aiheuttaa alhaisempia datanopeuksia käytettäväksi jos järjestelmän käyttö määrittyy ennal-15 ta määrätyn tason yläpuolelle; koodausvälinejoukko sijoitettuna etäkäyttäjien kanssa viestisignaalien koodaamiseksi nopeusohjaussignaalin mukaisesti; ja hajaspektrilähetinjoukko (110) joka lähettää 20 viestisignaalit hajaspektrimodulaatioformaatin mukai sesti .

• : 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen alijär- ·;· : jestelmä, jossa tehonlaskentaelementti on sijoitettu . j 25 lähetyskeskuksen (2) kanssa, tunnettu siitä, että ali- järjestelmä edelleen käsittää: tietoliikennekeskuslähetin (76) joka lähettää !!! viestejä sanotuille etäkäyttäjille (4) hajaspektrimo- • · ' dulaatioformaatin mukaisesti ja lähettää nopeusohjaus- 30 signaalin etäkäyttäjille (4) ; joukko etävastaanottimia (94), joista jokai- • 1 1 nen etävastaanotin (94) on sijoitettu vastaavan yhden .·**. etäkäyttäjän (4) kanssa nopeusohjaussignaalin vastaan- ottamiseksi hajaspektridemodulaatioformaatin mukaises- « · 35 ti. / » 26 115351

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen alijärjestelmä, tunnettu siitä, että vastaanotin (94) käsittää : prosessorin (98) , joka vastaanottaa nopeusoh-5 jaussignaalin ja tuottaa nopeuskäskysignaaleja vasteena nopeusohjaussignaaliin; ja vaihtelevanopeusvokooderi (100), joka vastaanottaa puhedataa ja nopeuskäskysignaaleja ja koodaa puhedataa käskysignaalien mukaisella nopeudella. 10

20 115351

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen alijärjestelmä, tunnettu siitä, että vaihtelevanopeusvokooderi (100) edelleen koodaa puhedataa sen tehon mukaisesti. 15

22. Patenttivaatimuksen 20 mukainen alijärjestelmä, tunnettu siitä, että prosessori (98) myös vastaanottaa ei-puhedataa lähettämistä varten ja tuottaakseen ei-puhedataa nopeusohjaussignaalin mukaisella 20 nopeudella.

• * ; ’.· 23. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vaihtele- ‘:‘ : vanopeuslähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että lä- hetin-vastaanotin on hajaspektrilähetin-vastaanotin. 25 • · .

.·. 24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen vaihtele- vanopeuslähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että » · · edelleen käsittää: , , hajaspektridemodulaattori (96) sijoitettuna • t · ’;· · 30 vastaanottimen (94) ja vaihtelevanopeusvokooderin * · (100) väliin vastaanotetun signaalin demoduloimiseksi *:··· hajaspektridemodulaatioformaatin mukaisesti; ja .·**. prosessori (98) sijoitettuna hajaspektridemo- * » » •t dulaattorin (96) ja vaihtelevanopeusvokooderin (100) ·*·· 35 väliin demoduloidun signaalin vastaanottamiseksi ja * ’ erikseen tuottamaan viestidataa ja nopeusohjauskäskyn. 27 115351

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen vaihtele-vanopeushajaspektrilähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että prosessori (98) on edelleen ei-puhedatan vastaanottamiseksi lähetystä varten. 5

26. Patenttivaatimuksen 23 mukainen vaihtele-vanopeushajaspektrilähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että edelleen käsittää modulaattorin (108) sijoitettuna vaihtelevanopeusvokooderin (100) ja lähettimen 10 (110) väliin koodatun puhedatan moduloimiseksi.

27. Patenttivaatimuksen 24 mukainen vaihtele-vanopeuslähetin-vastaanotin, tunnettu siitä, että edelleen käsittää modulaattorin (108) sijoitettuna 15 vaihtelevanopeusvokooderin (100) ja lähettimen (110) väliin koodatun puhedatan moduloimiseksi.

28. Laite hajaspektritietoliikennetukiaseman käyttäjäkapasiteetin ohjaamiseksi, tunnettu siitä, et- 20 tä laite käsittää: tehonlaskentavälineet (66) joka määrittää tukiaseman käytön perustuen vastaanotettujen signaalien * : tehoon; • · ·:··: vertailija (68) joka vertaa mitattua käyttöä 25 ennalta määrättyyn arvoon ja valikoiden tuottaa nope-usohjaussignaalin vertailun mukaisesti, nopeusohjaus-signaali käskee datanopeuden alenemisen kun mitattu h) käyttö on suurempi kuin ennalta määrätty arvo; ja • ’ lähetin (76) joka lähettää nopeusohjaussig- 30 naalia hajaspektrimodulaatioformaatin mukaisesti. • 1 · * t 1 1 · t I «

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laite, .2·. tunnettu siitä, että edelleen käsittää prosessorin >#ii; (122) joka vastaanottaa viestidataa etäkäyttäjille (4) . 35 lähetystä varten ja nopeusohjaussignaalin ja yhdistää • · 1 t « · / · 2 * · • < · 28 1 1 5351 viestidatan nopeusohjaussignaalin kanssa tuottaen yhdistetyn datapaketin.

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että edelleen käsittää hajaspektrimo- dulaattorin (124) sijoitettuna prosessorin (122) ja lähettimen (128) väliin, joka modulaattori moduloi yhdistetyn datapaketin hajaspektrimodulaatioformaatin mukaisesti. 10

31. Tukiasema hajaspektritietoliikennejärjes-telmässä, jossa tukiasema kommunikoi viestejä lähtö-linkillä etäkäyttäjäjoukon (4) kanssa, laite viesti-kommunikaation datanopeuden ohjaamiseksi, tunnettu 15 siitä, että käsittää: tehonlaskentaelementti (132), joka määrittää lähtölinkin käyttäjäarvon perustuen lähetyssignaalin tehoon; nopeusohjauslogiikka (134), joka vastaanottaa 20 käyttöarvon, vertaa käyttöarvoa ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnysarvoon ja ehdollisesti tuottaa nopeusohjaussignaalin vertailujen mukaisesti; ja ainakin yksi muuttuvanopeusdatalähde datan • * lähettämiseksi nopeusohjaussignaalin mukaisesti haja-25 spektrimodulaatioformaatin mukaisesti.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen laite, « · · tunnettu siitä, että ainakin yksi vaihtelevanopeusda- '·’ * talähde käsittää ainakin yhden vaihtelevanopeusvokoo- 30 derin (120) joka koodaa puhedataa vaihtelevilla nope- "·’ uksilla. • · · · • ·

33. Menetelmä monipääsyhajaspektritietolii-kenneresurssin käytön optimoimiseksi, tunnettu siitä, 35 että käsittää vaiheet: II» • · * / 29 115351 mitataan vastaanotettu teho tietoliikenne-resurssin käytön määrittämiseksi; verrataan määritettyä käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnykseen; 5 säädetään tietoliikenteen datanopeudet sano tussa tietoliikenneresurssissa vertailun mukaisesti; ja lähetetään säädetyn nopeuden tietoliikenne hajaspektrimodulaatioformaatin mukaisesti. 10

34. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe jossa vertaillaan määritettyä käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kynnykseen käsittää käytön vertailun ennalta määrätyn 15 korkean käytön kynnyksen kanssa, ja jossa vaihe jossa säädetään tietoliikenteen datanopeutta tietoliikenne-resurssissa käsittää tietoliikenteen datanopeuden alentamisen kun käyttö ylittää korkean käytön kynnyksen. 20

35. Patenttivaatimuksen 33 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe jossa verrataan määri- ·'· : teltyä käyttöä ainakin yhteen ennalta määrättyyn kyn- • > nykseen käsittää vertailun käytön ja ennalta määrätyn 25 alhaisen käytön kynnyksen välillä, ja jossa vaihe jos- _ . sa säädetään tietoliikenteen datanopeutta tietoliiken- • · neresurssissa käsittää tietoliikenteen datanopeuden * » · nostamisen kun käyttö putoaa alle alhaisen käyttökyn-*·* * nyksen.

36. Menetelmä paluukanavan tietoliikenteen /”: datanopeuden hallitsemiksi monen käyttäjän tietolii- • h kennejärjestelmässä, tunnettu : siitä, että menetelmä • · käsittää: > · » * » / 30 1 1 5351 vastaanotetaan tietoliikennekeskuksessa signaali jokaiselta monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmää käyttävän joukon etäkäyttäjältä; määritetään tietoliikenneresurssin käyttö tieto-5 liikennekeskuksen ja joukon etäkäyttäjiä välillä ja tietoliikenteen datanopeus etäkäyttäjien lukumäärän mukaan tietoliikennekeskuksen ja jokaisen etäkäyttäjän välillä; luodaan nopeudenohjaussignaali tietoliikenne-10 resurssin käytön mukaan; ja järjestetään nopeudenohjaussignaali vähintään yhdelle etäkäyttäjälle; jossa nopeudenohjaussignaali ohjaa tietoliikenteen data-nopeuden hallintaa vähintään yhdeltä etäkäyttäjältä 15 tietoliikennekeskukseen.

37. Menetelmä paluukanavan tietoliikenteen datanopeuden hallitsemiksi monen käyttäjän tietoliikennejärjestelmässä, tunnettu siitä, että menetelmä 20 käsittää: vastaanotetaan tietoliikennekeskuksesta tietoliikennekeskuksen ja monen käyttäjän tietoliikennekeskus- ·'· ; ta käyttävän etäkäyttäjäjoukon tietoliikenneresurssien • * käytön mukainen nopeudenohjaussignaali; ja 25 ohjataan tietoliikenteen datanopeutta vähintään # · . yhdeltä etäkäyttäjältä tietoliikennekeskukselle nopeu- . denohjaussignaalin mukaisesti, jossa tietoliikenneresurssin käyttö määritetään '·* ’ etäkäyttäjien lukumäärän ja tietoliikenteen datanopeu- 30 den mukaan tietoliikennekeskuksen ja jokaisen etäkäyt-täjän välillä. * · • · • · t > t • · · > » / 31 115351