FI94696C

FI94696C - Menetelmä kahden radioaseman välistä digitaalista semidupleksisiirtoa varten

Info

Publication number: FI94696C
Application number: FI934230A
Authority: FI
Inventors: Kimmo Maekelaeinen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 1995-10-10
Also published as: FI934230A0; AU7700194A; FI94696B; FI934230A; WO1995009496A1

Description

94696

Menetelmä kahden radioaseman välistä digitaalista semi-dupleksisiirtoa varten

Keksintö koskee menetelmää kahden radioaseman vä-5 listä digitaalista semidupleksisiirtoa varten.

Semidupleksi-radiopuhelinjärjestelmissä ja erityisesti FDMA-radiojärjestelmissä lähetetään informaatiota, esimerkiksi puhe- tai datainformaatiota radioasemalta toiselle. Tällainen liikenne on tyypillistä tilanteessa, jos-10 sa radiopuhelinjärjestelmän tilaaja-asema, eli radiopuhelin, ja radiopuhelinjärjestelmän tukiasema siirtävät puhe-tai muuta informaatiota keskenään.

Tekniikan tason mukaisten tiedonsiirtomenetelmien ongelmana on se, että semidupleksi FDMA-radiopuhelinjär-15 jestelmässä radiopuhelin ei pysty vastaanottamaan ollessaan lähetysvuorossa, kuten se pystyy full-dupleksi FDMA-ja TDMA-radiopuhelinjärjestelmissä. Tällöin se radioasema, joka on vastaanottovuorossa ei voi mitenkään lähettää mitään informaatiota lähetysvuorossa olevalle radioasemalle. 20 Edelleen vastaanottovuorossa oleva radioasema ei voi mitenkään keskeyttää lähetysvuorossa olevan radioaseman lähetystä. Tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa on ongelmaa yritetty ratkaista siten, että on järjestetty lyhyitä kuuntelujaksoja esimerkiksi puheenvuorojen vaihdon yhtey-’’25 teen, eli silloin, kun radiopuhelinjärjestelmän puheenvuoro siirtyy tilaaja-asemalta toiselle. Tällöin tekniikan tason mukaisesti tilaaja-asemat ovat puheenvuoron vaihdon yhteydessä lyhyen aikaa kuunnelleet tukiaseman lähetystä. Mikäli merkinantoa käydään kuuntelemassa vain lähetysvuo-..30 ron vaihdon yhteydessä, on ongelmana se, että ei voida taata vastasuuntaisen merkinannon läpimenoa tietyssä maksimia jassa. Mikäli vastasuuntaisen lähetyksen havainnointi perustuu hyvin lyhyeen kuunteluaikään, on ongelmana edellä esitetyn lisäksi se, että vastakanavalla lähetetyn merkin-35 annon luotettavuus huonossa radiokanavassa on hyvin heikko.

94696 2

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä esitetty ongelma, miten keskeyttää lähetysvuorossa olevan half-dupleksi radiopuhelimen lähetys ja lähettää tuolle tilaaja-asemalle vastasuuntaista merkinantoa ilman, että 5 lähetysvuorossa olevan tilaaja-aseman puheen- tai datansiirto keskeytyy tai häiriintyy.

Tämä uudentyyppinen menetelmä kahden radioaseman välistä digitaalista semidupleksisiirtoa varten saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, joka on tunnettu 10 siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet, lähetetään valittu määrä puhe- tai datalohkoja, niiden alkuperäistä kokonaiskestoa lyhyemmän ajan kuluessa lähetysvuorossa olevalta radioasemalta vastaanottovuorossa olevalle radioasemalle, käytetään lohkojen alkuperäisen kokonais-15 keston ja lähetysajan erotusta vastakkaissuuntaisen informaation ja aikatahdistusinformaation siirtoon vastaanotto-vuorossa olevalta radioasemalta lähetysvuorossa olevalle radioasemalle.

Keksinnön ajatus voidaan esittää seuraavasti. Koska 20 siirrettävä puhe- tai datainformaatio koostuu kiinteäkes-toisista lohkoista, niin kerätään valittu määrä näitä peräkkäisiä lohkoja ja lähetetään ne radiotien yli niiden alkuperäistä kestoa lyhyemmän ajan kuluessa. Lohkojen al-. kuperäisen keston ja lähetysajan erotusta vastaavaa aikaa :25 voidaan tällöin käyttää vastakkaissuuntaisen informaation ja aikatahdistusinformaation siirtoon vastaanottovuorossa olevalta radioasemalta lähetysvuorossa olevalle radioasemalle.

Tällaisen menetelmän kahden radioaseman välistä -.30 digitaalista semidupleksisiirtoa varten etuna on se, että keksintö ylipäätään mahdollistaa vastasuuntaisen informaation lähetyksen vastaanottovuorossa olevalta radioasemalta lähetysvuorossa olevalle radioasemalle ilman, että lähetysvuorossa olevan radioaseman lähettämään informaatioon 35 tulee katkosta. Tämä on tärkeä ominaisuus erityisesti pu-

II

3 94696 heinformaatiota lähetettäessä ja myös silloin, kun lähetetään pitkäkestoisia ja virheherkkiä datalähetyksiä.

Keksinnön etuna on edelleen se, että keksinnön mukaisessa vastakanavan muodostuksessa käytettävä säännölli-5 nen kehysrakenne takaa vastasuuntaisen merkinannon läpime-non taatussa maksimiajassa. Pitkähkön kehyksen käyttö vas-tasuuntaiseen merkinantoon taas vähentää lyhytaikaisesta radiokanavan häiriöstä aiheutuvan tulkintavirheen mahdollisuutta.

10 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kehysrakennekuvion keksinnön mukaisesta puhe- tai datainformaation nopeusmuunnoksesta, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen ylikehyksen ra- 15 kenteen.

Kuvio 1 esittää kehysrakennekuvion keksinnön mukai sesta puhe- tai datainformaation nopeusmuunnoksesta. Kuviossa on tietty ajanjakso t, jonka aikana on jokin infor-maatiosignaali. Tämä signaali voi olla datasignaali, jol-20 loin se on suoraan digitaalisessa muodossa tai puhesignaali, jolloin audio signaali on jouduttu näytteistämään ja/ tai digitaalisesti koodaamaan. Ajanjakso t on jaettu N-l:een kappaleeseen siirrettäviä kehyksiä tai aikavälejä, joista yksi on aikaväli 100. Tällöin kuhunkin aikaväliin ^25 on sijoitettu tietty määrä digitaalista informaatiota.

Keksinnön mukaisesti kussakin aikavälissä 100 olevan lähetettävän informaation lähetysnopeus muutetaan siten, että se mahtuu lyhyempään aikaväliin 101. Voidaan merkitä alkuperäisen aikavälin pituutta T:llä ja muodostettavan uuden, 30 nopeusmuunnoksen avulla saatavan aikavälin pituutta esi-• « merkiksi yhtälöllä ((N-1)/N)*T, mikäli halutaan lyhentää alkuperäistä ajanjaksoa tai ylikehystä vain yhden kehyksen verran. Luonnollisesti nopeusmuunnos voisi olla merkittävämpääkin, jolloin kaavassa olisi l:sen tilalla jokin suu-35 rempi luku. Tällöin saataisiin aikaan useampia vapaita 4 94696 kehyksiä. Esitetyssä ratkaisussa siirtonopeus valitaan sellaiseksi, että keston T puhelohko siirretään kehyksessä, jonka kesto on ((N-1)/N)*T, jolloin jokaista N-l:tä puhelohkoa kohti jää siis ((N-l)/N)*T:n verran aikaa, jota 5 ei tarvita puheinformaation siirtoon. Tällainen ylimääräinen kehys 102 on siis käytettävissä aina kerran aikayksikössä (N-1)*T, ja sitä voidaan käyttää merkinantoon. T:n on käytännössä oltava puheenkoodauksen peruslohkon tai jonkin sen monikerran mittainen. Tällöin sopiva merkinan-10 tokapasiteetti ja merkinannon maksimiviive voidaan valita parametria N muuttamalla.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen ylikehyksen rakenteen. Kuviossa on vapaaksi, eli vastakkaissuuntaisen informaation lähetyksessä käytettäväksi, jäänyt kehys 102, 15 joka on tässä esitetty ylikehyksen 18. aikavälissä tai kehyksessä. Kunkin normaalin, siis myötäsuuntaisen aikavälin 1 -17 aikana siirretään myötäsuuntaista informaatiota ja merkinantotietoa 205. Tästä on esimerkkinä aikaväli 5, jota on yksityiskohtaisemmin kuvattu kehyksessä 206. Kek-20 sinnön mukainen vastakanava tai sen lähetyksessä käytettävä aikaväli 18 eli kehys 102 on kuvattu seuraavassa tarkemmin. Se sisältää ensin suoja-ajan 201, jotta lähetys-vuorossa oleva radioasema ehtii kääntää lähettimensä pois . päältä ja vastaanottimensa päälle. Sitten vastasuuntaises- •25 sa kehyksessä on synkronointitietoa 202. Synkronointitieto voi olla aikatahdistusinformaatiota tai taajuustahdistus-informaatiota. Seuraavaksi kehyksessä on tilaa vastasuun-taiselle informaatiolle, eli vastakanavalle 203. Lopuksi kehyksessä on jälleen suoja-aika 204, jonka aikana lähe-30 tysvuorossa oleva radioasema ehtii kääntämään lähetinvas-tanottimensa jälleen lähetykselle.

Merkinantokehyksen on välttämättä sisällettävä jonkin verran synkronointi-informaatiota (ainakin jonkinlainen opetusjakso), jotta signalointikehyksen luotettava 35 vastaanottaminen olisi yleensä mahdollista. Mikäli synk- 5 94696 ronointi-informaatiota on käytettävissä riittävästi, sillä voidaan ylläpitää radiopuhelimen jatkuvaa taajuus- ja a-joitussynkronoitumista tukiasemaan.

Vasta suuntaisen merkinantokehyksen varsinaisen mer-5 kinanto-osan tärkein käyttö on lähettävän radiopuhelimen lähetyksen keskeyttäminen. Lienee kuitenkin löydettävissä myös muuta niin kiireellistä informaatiota, että se on saatava läpi jo ennen kuin radiopuhelin lopettaa puheenvuoronsa. Vastasuuntaisen merkinannon tarve korostuu, jos 10 radiopuhelin voi puheen lisäksi lähettää myös datasanomia, jotka voivat olla hyvinkin pitkäkestoisia.

Suurin tarve vastasuuntaiselle merkinannolle on radiopuhelimen lähettäessä tukiasemalle. Esitettyä ratkaisua voidaan kuitenkin aivan yhtä hyvin käyttää myös päin-15 vastaisesssa suunnassa tarjoamaan radiopuhelimelle mahdollisuus tukiaseman lähetyksen keskeytykseen. Half-dupleksi liikenteessä on tietenkin täysin mahdollista, että puheenvuoro ja lähettäjä vaihtuvat kesken N-l:n kehyksen keston. Koska merkinantokehyksen lähetyssuunta määräytyy aina sitä 20 edeltävän N-l:nnen liikennekehyksen lopussa käytetylle lähetyssuunnalle vastakkaiseksi, tämä ei aiheuta minkäänlaista ongelmaa.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksi- '25 tyiskohdiltaan voi keksinnön mukainen menetelmä kahden radioaseman välistä digitaalista semidupleksisiirtoa varten vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty lähinnä semidupleksi FDMA-järjestelmien yhteydessä, voidaan keksintöä käyttää muun-po kinlaisissa radiopuhelinjärjestelmissä.

Claims

94696

1. Menetelmä kahden radioaseman välistä digitaalista semidupleksisiirtoa varten, joka menetelmä on t u n -5 n e t t u siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet, lähetetään valittu määrä (N-l) puhe- tai datalohko-ja niiden alkuperäistä kokonaiskestoa (t) lyhyemmän ajan kuluessa lähetysvuorossa olevalta radioasemalta vastaanot-tovuorossa olevalle radioasemalle, 10 käytetään lohkojen alkuperäisen kokonaiskeston ja lähetysajan erotusta vastakkaissuuntaisen informaation (203) ja aikatahdistusinformaation (202) siirtoon vas-taanottovuorossa olevalta radioasemalta lähetysvuorossa olevalle radioasemalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu vastakkaissuuntainen informaatio (203) sisältää käskyn lähetysvuorossa olevan radioaseman lähetyksen keskeyttämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu seuraavista vaiheista, vastaanottovuorossa oleva radioasema lähettää mainittujen lohkojen alkuperäisen kokonaiskeston ja lähetysajan erotuksen aikana aikatahdistusinformaation lisäksi taajuustahdistusinformaatiota, 525 lähetysvuorossa oleva radioasema korjaa mainitun taajuustahdistusinformaation perusteella vastaanottimensa ja/tai lähettimensä paikallisoskillaattorin taajuuden. II £4696