FI98431C - Digitaalinen radiopuhelinmenetelmä ja -laite, tarkoitettu erityisesti ajoneuvojen solukkoradiopuhelimeen - Google Patents

Description

98431

Digitaalinen radiopuhelinmenetelmä- ja laite, tarkoitettu erityisesti ajoneuvojen solukkoradiopuhelimeen

Digital radiotelefonmetod och -anläggning, speciellt för cellformig 5 radiotelefon för kommunikation med rörliga stationer 10 Keksintö liittyy yleisesti digitaalisiin radiopuhelinliikennöintimenetelmiin ja -laitteisiin, joiden toteutus vaatii kiinteän infrastruktuurin useita nopeita jaksollisia lähetyksiä lähetin-vastaanotinasemiin sekä taajuuksien numerojaksoja, jotka muodostavat minkä tahansa alijoukon, joilla on enintään ennaltamäärätyn arvon suuruinenkokonaislukualue. Alijoukot kuuluvat ennaltamäärättyjen taajuuksien 15 joukkoon, joitka ovat N:n mittaisia.

Keksintö on erityisen käyttökelpoinen solukkoradiopuhelinsysteemeissä (termiä "radiopuhelin" käytetään laveasti ja sillä viitataan sekä datan että puheen siirtoon), joiden standardeja valmistelee Conference Europeenne des Administra-20 tions des Postes et Telecommunications. Kyseiset systeemit on kuvattu "Le systeme cellulate numerique europeen de communication acev les mobiles"-artikkelissa, kirjoittajana B GHILLEBAERT et ai, Echo des Recherches-lehdessä, sen numerossa 131, vuoden 1988 ensimmäisellä neljänneksellä. Digitaaliseen solukko-radiopuhelimeen liittyvät kohdat, jotka koskevat erityisesti kyseessä olevaa 25 keksintöä on kuvattu esimerkiksi suosituksessa GSM 04.08, "Mobile radio interface layer 3 specification". Suosituksen julkaisi maaliskuussa 1990 CEPTrn erityisryhmä "Public Mobile Systems of Radiotelecommunication".

Edelläkuvatun mukaisessa solukkoradiopuhelinsysteemissä infrastruktuurin tulisi 30 lähettää lähetyskanavilla kaksi taajuuslistaa, jotka toistetaan säännöllisin väliajoin. Ensimmäinen lista sisältää ne taajuudet, joilla liikkuva asema toimii taajuudensiirto-avainnuksella (FSK) tietyn alueen tai solun sisällä. Toinen lista sisältää ne lähetyskanavien taajuudet, joita aseman tulisi tarkkailla stand-by- tai 2 98431 odotustilassa soluvalinnan takia ja yhdistetyssä tilassa mittauksia ja vertailuja varten.

Todettakoon, että tarkkailtavan taajuuslistan kanssa kommunikoidaan nopeudel-5 la, joka on noin yksi per sekunti. Todettakoon lisäksi, että lista kommunikoi · liikkuvan lähetin-vastaanotinaseman kanssa vastatakseen jälkimmäisen allokointi-pyyntöön taajuuksien sarjanumeroin, jotka sille on annettu lähetystä varten. Nämä taajuudet muodostavat alijoukon, jolla on enintään n = 16 taajuutta (n kokonaisluku), N = 1024 = 2^ taajuuden joukosta.

10

Liikennöintitilan tulisi sallia jokaisen mahdollisen alijoukon adoption. Tämä sulkee pois prosessin, joka olisi olemassa yksin jokaiselle välitettävän tunnusnumeron omistamiseksi, mikäli alijoukkoja on rajallinen määrä. Valitun alijoukon jokaisen taajuuden sarjanumeron välittäminen vaatisi huonoimmassa tapauksessa 15 kuudentoista kymmenbittisen sarjanumeron koodauksen.

Keksinnön yleisenä päämääränä on vähentää käytettävien taajuuksien sarjanume- roiden välittämiseen käytettävän binääritiedon määrää. Sarjanumerot voidaan käsittää joukkoon 0,...,N-1 kuuluvina elementteinä. Täsmällisempänä päämääränä 20 on tarjota yksinkertainen ratkaisu ongelmaan, jossa elementtien määrä N on yhtä suuri tai hieman suurempi kuin luvun kaksi kokonaislukupotenssi eli ongelmaan, k jossa N on hieman suurempi kuin 2 (k on kokonaisluku).

Tätä varten keksintö mahdollistaa digitaalisen radiopuhelinliikennöinnin mene-25 telmän, joka käsittää seuraavat vaiheet: kiinteän infrastruktuurin työskentely-kanavien sarjanumeroiden lähetyksen liikkuvaan lähetin-vastaanotinasemaan, sarjanumerot muodostavat minkä tahansa n-suuruisen alijoukon ennaltamäärätty-jen taajuuksien N:n suuruisesta joukosta; jokaisessa odotustilassa olevassa asemassa alijoukkojen taajuuksien tunnistamisen sarjanumeroista, mikä saa 30 aseman toimimaan tunnistetuilla nimetyillä taajuuksilla.

li 1 li

Edellä kuvattu on tunnettu siitä, että joukkoon, jonka mitta N on 2 :n ja 2 :n il 3 98431 välissä, kuuluvien taajuuksien sarjanumeroiden lähettämiseksi tunnistetaan luku V. Luku V ilmoittaa taajuuden, johon verrattuna puolella jäljelläolevista taajuuksista on pienempi sarjanumero ja puolella jäljellä olevista taajuuksista suurempi sarjanumero kuin -V modulo (kaikkien taajuuksien määrä). Valitun taajuuden 5 sarjanumero tunnistetaan k:n bitin yli. Kahden jaetun taajuusryhmän sarjanumerot numeroidaan uudelleen. Taajuuden sarjanumeron määrittely toistetaan jokaiselle ryhmälle ja kaksi osataajuutta määritetään k-l:llä bitillä. Uudelleennu-merointi, määrittely ja määritys toistetaan, kunnes lähetettävät sarjanumerot loppuvat. Osataajuuksien kaikki sarjanumerot lähete-tään ennaltamäärätyn tavan 10 mukaisesti ja työskentelytaajuudet määrätään asemalla sarjanumeroista.

Termit "pienempi" ja "suurempi" sarjanumero eivät osoita luonnollista järjestystä vaan ilmoittavat, että sarjanumerot kuuluvat alkuperäisen joukon siihen osaan, joka rengasmaisesti seuraa arvoa tai edeltää sitä.

15

Menetelmä toimii kaikilla N:n arvoilla. Kuitenkin tilanne, jossa N voidaan kirjoittaa 2 -1, on erityisen kiintoisa, koska tämä tilanne poistaa sekalaisiin kantalukuihin perustuvan laskennan tarpeen ja näin yksinkertaistaa laskentaa, koska nyt kerto- ja jakolasku voidaan suorittaa bittisiirtoina. Näin usein käy.

20

Usein mahdollisten taajuuksien määrä eli joukon elementtien lukumäärä N on juuri 2 tiedon binaarisiirtotavan ominaisuuksien takiapaan. Tässä tapauksessa k k elementtien määrä voidaan helposti vähentää 2 :sta 2 -l:een merkitsemällä yksi taajuuksista, joka on valittu sattumanvaraisesti joukosta, yhdellä bitillä, joka on 25 0 tai 1, riippuen siitä, onko kyseessä oleva taajuus läsnä vai ei.

Kun joukon elementtien määrä N on hieman suurempi kuin luvun kaksi ko-konais-lukupotenssi 2^, toinen lähestymistapa perustuu edelläkuvatun menetel-män käyttämiseen 2 -1 elementtiin (esimerkiksi listan ensimmäiset tai viimeiset 30 elementit) ja muiden elementtien sarjanumeroiden merkitsemiseen bittikartoituk- sella.

k 4 98431

Kun joukon elementtien määrä voidaan kirjoittaa 2 -1 ja kun alijoukon mitta on optimaalinen, keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa lähetyksen sellaisella kokonaisbittimäärällä, joka on hyvin lähellä teoreettistä minimiä. Hyöty ei ole niin suuri standardin kuvaamissa solukkoradiopuhelimissa, mutta kaikkien 16 5 kanavan (maksimi) sarjanumeroiden lähetyksen valtuuttamiseen se riittää, kun on tarvetta 1024:n joukossa 128 bitillä (2^ tavulla), jopa kun 2 bittiä pitäisi varata headeriksi.

Keksintö mahdollistaa liikkuvan radiopuhelinaseman, joka käsittää lähetin-10 vastaanottimen, joka kykenee toimimaan useilla sarjanumeroiden määrittelemillä taajuuksilla, jotka muodostavat taajuuksien alijoukon. Tämä alijoukko on korkeintaan kokonaislukuako n:n mittainen ja se kuuluu sellaiseen taajuusjouk-koon, joiden sarjanumerot muodostavat joukon, jolla on mitta N. Kokonaisluku N on sopiva ylläkuvatun prosessin implementointiin, jolle on siis tyypillistä, että 15 liikkuva asema käsittää menetelmän, jolla ennaltamäärätty vastaava taajuus sovitetaan jokaisen joukon sarjanumeron kanssa, sekä dekooderin, joka kertoo liitetään selvän sarjanumeron menetelmälle siitä viestistä, joka syntyy ylläkuvatun prosessin tuloksena.

20 Menetelmä voi käsittää prosessorin (joka on joka tapauksessa välttämätön liikkuvassa asemassa muiden toimintojen takia), kun mahdolliset eri taajuudet voidaan johtaa toinen toisistaan sarjanumeron sisältävällä algoritmillä. Tälläinen menetelmä voidaan toteuttaa muutenkin, se voi käsittää esimerkiksi vertailutaulukon, joka on tallennettu ohjelmoitavaan ROM-muistiin.

25

Keksinnön ymmärtää paremmin seuraavista menetelmien sekä modifioitujen menetelmien kuvauksista. Kuvauksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: kuviot 1 ja 2 ovat "silmukkahahmotelmia", jotka kertovat, kuinka ensimmäinen 30 ja toinen solmu valitaan; kuvio 3 kuvaa mahdollista lähetysmuotoa.

Il 5 98431

Ensin käsitellään koodausprosessia (ja vastaavaa dekoodausprosessia), joka mahdollistaa n:n sarjanumeron lähettämiseen tarvittavan bittien määrän vähentämisen, kun n sarjanumeroa lähetetään N:n taajuuden joukosta. Sitten kuvataan koodaus-ja dekoodaustilat arvolle N = 2 -1 sekä esitetään mahdollinen ohjelma.

5

Koodaus vastaa elementtien tunnistamisprosessia, jossa elementtejä on n. Elementit kuuluvat ositusmenetelmän mukaiseen alijoukkoon, johon liityy puu-valinta. Elementin koodi riippu siis sitä ennen valituista elementeistä.

10 Kun lähtöelementti valitaan, vasen ja oikea ryhmä muodostuvat. Jokaisessa ryhmässä valitaan "lapsi" samalla valintasäännöllä, jolla lähtöelementti oli valittu. Toista "lasta" voidaan pitää "vasemman käden lapsena". Se on lähtöelementtiä pienempi, ja se voidaan koodata yksikköä pienemmällä bittimäärällä. "Oikean käden lapsi" on lähtöelementtiä suurempi, mutta se voidaan pienentää pienem-15 pään arvoon vähennysoperaatiolla. Näin "oikean käden lapsi" voidaan koodata samalla bittimäärällä kuin "vasemman käden lapsi".

Osittaimisprosessin ensimmäinen askel on kuvattu kaavamaisesti kuviossa 1.

Siinä kuvaillaan siis seitsemän elementtiä, jotka sisältävät tunnistettavan ja 20 koodattavan alijoukon. Seitsemän elementtiä kuuluvat R:ään elementtiin 0,1, ... ,R-1. Solmu määritellään arvoksi V, joka erottaa kaksi ryhmää: - oikean käden ryhmän, V + l:stä V + L [(R-l)/2]:een - vasemman käden ryhmän, edeltävästä arvosta, jota kasvatetaan yhdellä, V-l:een.

25

Viitaten kuvioon 1, kaksi ryhmää voidaan määritellä silmukalla, jossa arvoa R-l seuraa siis arvo 0.

Voidaan esittää, että on aina mahdollista löytää elementti, jonka arvo V on 30 sellainen, että vasemman käden ryhmässä on olemassa täsmälleen L (N/2) arvoa.

Tätä sopimusta käytetään yleensä V:n määrittämiseen. Myös toinen vaihtoehto on olemassa.

6 98431

Kun ensimmäisen osittamisprosessi on suoritettu, ensimmäinen ja toinen "lapsi", määritetään, kumpikin omasta ryhmästään. Seuraavassa oletetaan, että toinen lapsi on vasemman käden lapsi, kolmas lapsi on oikean.

5 Viitaten kuvaan 2, vasemman käden ryhmän elementit numeroidaan ensin uudelleen alkaen V + L [(R-l)/2]:sta. Vastaavasti oikean käden ryhmän elementit numeroidaan uudelleen V:stä.

Prosessi suoritetaan uudelleen. Näin on mahdollista määrittää uusi lapsi VI 10 käyttäen yllämainittua kriteeriä.

Jokaisessa osassa on mahdollista koodata lapsi bittien määrällä, joka on yhtä yksikköä pienempi kuin lähtöelementin tarvitsema määrä: jos alunperin tarvitaan k bittiä, k-1 bittiä riittää kahdelle seuraavalle lapselle, k-2 bittiä neljälle seuraval-15 le jne.

Solmuvalinta voi tapahtua helpolla mutta hitaalla menetelmällä, jossa jokaista elementtiä testataan vuoron perään. Voidaan myös käyttää nopeita ja monimutkaisempia algoritmeja.

20

Voidaan huomata, että kaikille solmuille määrätyt arvot muodostuvat sellaisesta määrästä bittejä, joka ei riipu koodattavasta arvosta eli sarjanumerosta. Voidaan edelleen huomata, että solmujen arvot riippuvat vain ennaltamäärätyistä sopimuksista (tallennettu lähetykseen ja vastaanottoon) sekä joukon mitasta.

25

Kuten edellä kerrottin, erityisen suotuisia tuloksia saadaan, kun alkuperäisen joukon mitta on 2 -1, jossa k on mikä tahansa kokonaisluku. Tällöin k bittiä riittää juuri ensimmäisen solmun koodaukseen, kun taas k-1, k-2 jne. bittiä riittää seuraavien sukupolvien solmujen koodaukseen. Rakennelma on näin kokonaan 30 binäärinen, ja vaihtuvaan kantalukuun perustuvasta koodauksesta ja dekoodauksesta aiheutuvat vaikeudet vältetään.

7

Dekoodaustoiminta on liikuteltavassa asemassa, johon valitut sopimukset on tallennettu, edelläkuvatulle toiminnolle käänteinen. Ensin prosessori määrittää ensimmäisen solmun, jonka sarjanumero käy suoraan ilmi binäärikoodista. Sitten prosessori muodostaa laskemalla kaksi ensimmäistä lasta. Tämän jälkeen se 5 välittää ne taajuuksien arvot, jotka liittyvät tarkkailtaviin kanaviin tai siihen kanavaan, jolla lähetyksen tulisi tapahtua infrastruktuurin kanssa kommunikoitaessa, tai molempiin. Tähän prosessori käyttää ennaltämäärättyä algoritmiä, joka liittää taajuusarvot niiden sarjanumeroihin.

1/ 10 Menetelmän suorituskyky käy selvästi esille, kun joukon mitta on 2 -1. Tässä solukkoradiopuhelimelle tyypillisessä tapauksessa (N = 2^- 1 = 1023, n = 16) - ensimmäiseen solmuun tarvitaan 10 bittiä - seuraavaan kahteen solmuun tarvitaan 9 bittiä 15 - seuraavaan neljään solmuun tarvitaan 8 bittiä ja niin edelleen, kunnes kuusi bittiä tarvitaan neljännen sukupolven yksittäiseen soluun. Summa on siis 122 bittiä.

Kuten edellä kerrottin, yksi lisäbitti riittää kasvattamaan taajuuksien valintamah-20 dollisuuksien määrän 1024:ään. Mille tahansa N:n mittaiselle joukolle tarpeellinen bittien määrä on log n N log i N- - Σ - 25 log 2 i = 1 log 2

Bittien määrässä saavutettava hyöty on verrannollinen elementtien määrään. Hyötyä voi verrata koodausmenetelmään, jossa kaikille alijoukon numeroja ilmaiseville arvoille annetaan suurin tarvittava bittimäärä. Esimerkkinä on 30 annettu joitakin arvoja: 8 98431 N 1 2 3... 15... 23... 30 hyöty 0 1 2 34 66 94 bitteinä 5

Seuraava taulukko kertoo tarvittavien bittien määrän erilaisissa tavallisissa tilainteissa:

Joukon Alijoukon Tarvittavien 10 ulottuvuus elementtien määrä bittien määrä 1023 =1 14 109 210 - 1 J 15 116 16 122 15 511 =1 20 106 29 - 1 J 22 114 25 126 20 Seuraavassa kuvataan esimerkkinä sarja tiettyjen elementtien alijoukon lähettämiseen tarvittavia ositusoperaatioita, kun lähetys tapahtuu kohti liikkuvaa asemaa. Elementtien alijoukko koostuu kuudestatoista sarjanumerosta, jotka kuuluvat 2^9:n kokoiseen taajuutta kuvaavaan sarjanumerojoukkoon. Nämä taajuudet ovat väliltä fg, -^023- Oletetaan, että alijoukko sisältää taajuudet, 25 joiden sarjanumerot ovat: 12,70, 121,190, 250,320, 401, 475, 520,574, 634, 700, 764, 830, 905, 980.

Joukon ulottuvuuden pienentämiseksi 1024:sta 1023:een yksi sattumanvaraisesti valittu taajuus merkitään yhdellä bitillä. Tämän taajuuden mukanaolo alijoukossa 30 tai puuttuminen alijoukosta indikoidaan lähettämällä yksi bitti. Tämä taajuus täytyy tallentaa liikkuvaan asemaan. Olkoon taajuus fg tai ^323· Vastaavasti lähetettäviä elementtejä on enintään 16 ja ne muodostuvat kuudestatoista luvusta yhden ja 1023:n väliltä.

I< 9 98431

Ensimmäinen solmu sisältää näin elementin V = 520, jonka "vastakkaisarvo" on [520 + (2^ - 1)] modulo (2^ - 1) eli 8. Huomataan, että 9:n ja 519 välillä on kahdeksan elementtiä, jotka kuuluvat vasemman käden ryhmään, eli 12, 70, 121, 190, 250, 320, 401, ja 475) ja seitsemän elementtiä 521:n ja 8:n välillä. Tämä käy 5 ilmi seuraavasta taulukosta.

Taulukko I

520-^ 10 (vastakkaisarvo = 8) 12' (3) 574 70 (61) 634 121 (112) 700 190 (181) 764 15 250 (241) 830 320 (311) 905 401 (392) 980 475 (466) 20 Kun erotettavien elementtien määrä on parillinen, solmu valitaan tässä tapauksessa satunnaisesti siten, että vasemman käden ryhmässä on yksi elementti enemmän. Myös vastakkaista vaihtoehtoa voitaisiin käyttää, tärkeintä on, että solmu tallennetaan asemalle.

25 Ensimmäinen solmu koodataan kymmenellä bitillä, silloinkin, kun pienempikin bittimäärä riittäisi.

Toinen solmu sisältää ensimmäisen solmun lapsen, joka on valittu tässä vasemman käden ryhmästä. Ryhmä on numeroitu uudelleen alkaen yhdeksästä eli 30 lukua 520 vastapäätä. Uudelleen numerointi on merkitty sulkuihin yllä olevassa taulukossa. Nähdään, että arvo 112, joka vastaa alkuperäistä elementtiä 121, erottaa ryhmän kahdeksi aliryhmäksi, joihin kuuluu neljä ja kolme elementtiä.

10 98431

Kolmas solmu sisältää ensimmäisen lapsen oikean käden joukossa. Tämän

Q

jälkeen uudelleennumeroidaan 521:sta, jälleen yhdestä 2 - 1 = 511:een, mikä antaa seitsemän elementtiä, joiden numerot ovat 53,113, 179, 243, 309,384, 459.

5 Arvo 53 erottaa tuon ryhmän kahdeksi aliryhmäksi, joissa kummasakin on kolme elementtiä. Ne sisältävät elementtejä 54:n ja arvon 309 väliltä. 309 sijaitsee 53:n vastapäätä.

Uudessa numeroinnissa toinen ja kolmas solmu voidaan koodata yhdeksällä 10 bitillä, koska niiden arvo on pienempi kuin 512.

Tätä seuraa menetelmä, joka laskee seuraavat solmut. Tässä tapauksessa parillinen solmu 2m on m:n vasemman käden lapsi, ja pariton solmu 2m + 1 on m-solmun oikean käden lapsi.

15

Seuraavat solmut tunnistetaan taulukko II:n arvojen perusteella: li 11 98431

Taulukko II

Solmu Arvo Bittien määrä 5 1 520 10 2 112 Ί 9

3 63 J

10 4 146 ”] 5 68 I 8 6 0

7 59 J

15 8 5 Λ 9 57 10 2 11 59 l 7 12 22 20 13 74 14 2

15 65 J

16 10 6 25

Vaihtuvalla kantaluvulla koodaus on tässä tapauksessa hyvin helppoa, koska nyt arvot ja sanat, joilla on vähenevä määrä bittejä, vastaavat tarkasti toisiaan.

Tämän jälkeen yllä olevat arvot, joihin lisätään yksi, koodataan järjestyksessä.

30 Sitten ne lähetetään kymmenenä bittinä, sitten yhdeksänä, kahdeksana, seitsemänä, ja viimein (kuudentoista elementin alijoukon yksittäisenä elementtinä) kuutena bittinä.

12 98431 Kääntäen, dekoodaus on hyvin helppoa. Esimerkiksi toisen solmun alkuperäinen arvo on (520 + 511 + 113) mod 1023 = 121 5 ja solmun 11 alkuperäinen arvo on { 520 + 511 + [133 + (69 + 60) smod 255] smod 511 } mod 1023 = 250.

10 Ylläolevassa kaavassa (n smod p) tarkoittaa sitä kokonaislukua r, jolla on olemassa numero d siten, että 1 < r < (p - 1), kun n = dp + r.

Tätä kaavaa käytetään diffrentioimaan modulosta, joka on välillä 0 < r < (p -1).

15 Koodaus ja dekoodaus voidaan helposti saada aikaan ohjelmistolla. Dekoodaus-ohjelma, joka liittyy erityiseen tilanteeseen ja kieleen kuvataan seuraavassa esimerkinomaisesti.

Wj tarkoittaa intä kentän sanaa. Kun Wj on nolla, alijoukon kuvaus on päättynyt 20 ja kaikki kentän jäljellä olevat bitit asetetaan nollaksi. Kun lähetysviestin formaatti on kuvan 3 tyyppiä, alijoukon sarjanumerot lasketaan seuraavalla tavalla.Bitti fg ilmoittaa, onko taajuus Fg läsnä vai ei. Jos se on, se ilmaistaan välittömästi. Kuudentoista taajuuden sarjanumerot F1 · F16 tai f0 'f15 (määrä voi olla myös alle 16) saadaan seuraavasti: 25 13 98431 = W.| smod 1023 F2 = (W1 - 512 + W2) smod 1023 F3 = (W1 + Wg) smod 1023 F4 = (1 - 512 + (W2 - 256 + W4) smod 511) smod 1023 5 F5 = (W1 + Wg - 256 + W5) smod 511) smod 1023

Fg = (W1 - 512 + (W2 + Wg) smod 511) smod 1023 F? = (W1 + (W3 + W7) smod 511) smod 1023 F8 = (W1 - 512 + (W2 - 256 + (W4 - 128 + Wg) smod 255) smod 511) smod 1023 10 Fg = (W. + (Wg - 256 + (W5 - 128 + Wg) smod 255) smod 511) smod 1023 F10 = (Wj - 512 + (W2 + (Wg - 128 + W1Q) smod 255) smodd 511) smod 1023 F^ = (W. + (Wg + (W? - 128 + W^ ) smod 255) smod 511) 15 smod 1023 F12 = (W1 ' 512 + (W2'256 + (W4 + W12^ smod 255) smod 511) smod 1023 F13 = (W1 + (^3'256 + (Wg + W13) smod 255) smod 511) smod 1023 20 F14 = (W1 - 512 + (W„ + (WR + W14) smod 255) smod 511) smod 1023 F1g = (Wt + (Wg + (W7 + W15) smod 255) smod 511) smod 1023 F16 = (W1 ' 512 + (Wp - 256 + (W4 - 128 + (Wg - 64 + W1g) smod 127) 25 smod 255) smod 511) smod 1023

Jokainen w(i), tavuina 2-17, muodostaa positiivisen kokonaisluvun binaarifor-maattina koodatun arvon. Jos W(i) on nolla arvolla 1, sanat W(l + 1) - W(16) ovat myös nollia. Lausekkeissa 30 - + tarkoittaa luonnollisten kokonaislukujen yhteenlaskua - * tarkoittaa luonnollisten kokonaislukujen kertolaskua - n mod m tarkoittaa euklidisen jakolaskun n / m jakojäännöstä. Täten 0 < (n mod m) < m - 1, mikä implikoi, että on olemassa arvo p siten, 35 että: 14 98431 p = k*m + (n mod m) Käytettävä ohjelma voisi olla esimerkiksi tällainen. Se on tehty ADA-kielellä.-Määrittelyosat on jätetty pois, koska ne käyvät selvästi ilmi ohjelmasta.

5 INDEX := K; J := GREATEST_POWER_OF_2_LESSER_OR_EQUAL_TO(INDEX); N : = W(INDEX); while INDEX >1 loop 10 PARENT INDEX := J/2 + (INDEX-J) mod (J/2); if 2‘INDEX < 3*J then - left child N := (N + W(PARENT INDEX) - 1024/J - 1) mod (2048/J -1) + 1; else -- right child N := (N + W(PARENT INDEX) - 1) mod (2048/J - 1) + 1; 15 end if; INDEX := PARENT INDEX; J := J/2; end loop; F(K) := N; 20

Koodaus tapahtuu ohjelmalla, joka vastaa hyvin läheisesti dekoodausprosessia. Vastaavasti koodausohjelma voidaan johtaa suoraan dekoodausprosessista, joka juuri esitettiin.

25 Menetelmää voi modifioida monella eri tavalla. Näistä muutama esitetään.

Ensimmäinen modifikaatio ei käytä hyväksi täysin hyväksi vaihtuvan kantaluku-laskennan ominaisuuksia, vaan koodaa annetun arvon bittien integraalimäärällä. Näin on esimerkiksi mahdollista koodata yhdeksällä bitillä arvo, joka on nollan 30 ja 350:n väliltä, Tämä yksinkertaistaa koodausta ja dekoodausta, koska jako- ja kertolaskut muuttuvat bittisiirroiksi. Bitteinä "maksettava" hinta on noin 1/2 bittiä yhtä koodattua arvoa kohti; ylläolevalle esimerkille tarvittavien bittien 1/ 15 98431 määrä vähenee arvolla, joka on nolla, kun N = 2 -1. Luku k:n on kokonaisluku.

On olemassa myös toinen menetelmä, jolla on mahdollista saavutaa puhtaan binäärikoodauksen suorituskyky, kun joukon ulottuvuus tai mitta on vain hieman 1/ 5 yli 2 -1. Tämä menetelmä käytää hyväkseen bittikarttaa arvoille, jotka ovat yli 2k-l.

Eräs modifikaatio mahdollistaa ylläkuvatun koodaus-dekoodausprosessin sovittamisen tilanteeseen, jossa mahdolliset alijoukot edustavat vain kaikkien mahdollis-10 ten alijoukkojen ennaltamäärättyä osaa N-elementtisestä joukosta. Modifikaatio indikoi formaatin alussa joukon ulottuvuuden tai sen joukon osan, jossa kaikki alijoukkojen koodattavat elementit löytyvät. Tämän toteuttamiseksi on monta mahdollisuutta.

15 - Ensimmäinen mahdollisuus on ilmoittaa sen ‘alueen, jolla elementit sijaitsevat, pienin ja suurin arvo. Tähän kuluu [2 log(N) - 1] bittiä. Jäljelle jäävät bitit käytetään arvojen koodaukseen. Luvun k (ilmoittaa, että kaikki alijoukot, joilla on enintään k arvoa, voidaan koodata) sekä alueen (maksimiarvo - minimiarvo) välinen yhteys on seuraavanlainen, kun samalla oletetaan, että bittejä on enin-20 tään 124.

Alue elementtien maksimimäärä 1023 15 25 511 17 255 21

On selvästi kannattavampaa käyttää bittikarttakoodausta, jos alueessa on yli 106 elementtiä.

- Toisessa vaihtoehdossa alin arvo koodataan (kymmenellä bitillä edellä kuvatussa esimerkissä), sitten rangi* (korkein arvo - pienin arvo) esimerkiksi kolmella 30 16 98431 bitillä. Tällöin suhteesta tulee seuraava:

Alue elementtien maksimimäärä 5 1023 15 511 18 255 22 127 29 10 Jos alueessa on vähemmän kuin 112 elementtiä, on kannatavampaa koodata bittikartan avulla.

On helppo huomata, että laajennetilla alueilla ei hävitä eikä voiteta mitään, mutta kun alueessa on alle 150 elementtiä, menetelmästä hyödytään.

15

Lopuksi, on olemassa modifikaatio, jossa ei anneta tarkkaa ensimmäistä arvoa, vaan ilmoitetaan vain ensimmäiset rajat monien rajojen joukosta. Tämä kertoo, että alue ei ole alle juuri mainitun rajan. Rajat voidaan valita esimerkiksi 21 eri arvon joukosta yllämainitussa tapauksessa.

20 25

Claims (6)

17 98431

1. Digitaalisen radiopuhelinliikennöinnin menetelmä, joka käsittää seuraavat vaiheet: minkä tahansa alijoukon muodostavien työskentelytaajuuksien lähetyksen 5 kiinteästä infrastruktuurista liikkuviin lähetin-vastaanotinasemiin, kyseisellä alijoukolla on mitta, joka on korkeintaan ennaltamäärätyn arvon n suuruinen, alijoukko kuuluu ennaltamäärättyjen taajuuksien joukkoon, jolla on mitta N; alijoukon taajuuksien tunnistamisen saijanumeroista, mikä saa aseman toimimaan tunnistetuilla taajuuksilla, kyseinen tunnistus tapahtuu jokaisessa odotustilassa 10 olevassa asemassa, tunnettu siitä, että niiden taajuuksien, jotka kuuluvat joukkoon, jonka mitta on välillä 2k_1 ja 2k, saijanumeroiden lähettämiseksi tunnistetaan se taajuuden numero V, jolla puolella jäljellä olevista taajuuksista on pienempi saijanumero ja puolella 15 jäljellä olevista taajuuksista on suurempi sarjanumero kuin -V mod Ntot, missä Ntot = taajuuksien kokonaismäärä; valitun taajuuden saijanumero merkitään k: 11a bitillä; kahden jaetun ryhmän taajuuksien sarjanumerot numeroidaan uudelleen; taajuuden sarjanumeron määrittely toistetaan molemmissa ryhmissä ja kaksi jakotaajuutta määritetään k-l:llä bitillä; uudelleennumerointi, määrittely ja 20 määritys toistetaan, kunnes kaikki lähetettävät sarjanumerot on käsitelty; kaikki jakotaajuuksien sarjanumerot lähetetään ennaltamäärätyn lähetin-vastaanotti men tunteman sarjan mukaisesti, ja toimintataajuudet määritellään saijanumeroista asemalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sitä käytetään 2k-l:n taajuutta käsittävän sarjanumerojoukon lähettämiseen, mahdollinen lisäsarjanumero lähetetään jollain muulla tavalla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että element-30 tien määrä vähenee 2k:sta 2k-l:een merkitsemällä yksi satunnaisesti valittu joukon taajuus yhdellä bitillä, joka asetetaan nollaksi tai ykköseksi riippuen siitä, onko kyseessäoleva taajuus läsnä vai ei. 18 98431

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrää N niistä elementeistä, jotka ovat vain hieman kakkosen kokonaislukupotenssia 1/ suurempia, käytetään 2 -1 -elementtien koodaukseen (esimerkiksi listan ensimmäiset tai viimeiset elementit), ja muiden elementtien sarjanumerot merkitään 5 bittikartaksi.

5. Liikkuva radiopuhelinasema digitaaliseen solukkoradiopuhelinsysteemiin, joka käyttää taajuudensiirtomodulaatiota, kyseinen modulaatio käsittää sarjanumeroi-den määrittämien useiden taajuuksien lähetin-vastaanotinmenetelmän ja muodos- 10 taa taajuuksien alijoukon, jolla on korkeintaan mitta n, ja kyseinen alijoukko kuuluu taajuusjoukkoon, jonka sarjanumerot muodostavat joukon, jolla on mitta N, joka asema soveltuu patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseen, tunnettu siitä, että liikkuva asema käsittää menetelmän, jolla se tarkkailee lähetyskanavaa, sekä taajuudentuottomenetelmän, jolla se yhdistää 15 ennaltamäärätyn taajuuden ja jokaisen joukon sarjanumeron, sekä dekooderin, joka tuottaa menetelmälle varsinaisen selvän sarjanumeron viestistä, joka sisältää patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän koodaaman numerolistan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen asema, tunnettu siitä, että taajuuden-20 tuottomenetelmä tuottaa mahdolliset eri taajuudet algoritmilla, joka sisältää sarjanumeron. 19 98431