JP2000512818A

JP2000512818A - ビットカウント保全性および同期化を保持しないチャンネルを介する同期データ転送を提供する方法および装置

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Publication number: JP2000512818A
Application number: JP10501849A
Authority: JP
Inventors: グラブ、マシュー・エス; ティードマン、エドワード・ジー・ジュニア; クドリモティ、アブヒジット
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: JP4634407B2; WO1997048205A1; MY115240A; BR9709687A; CA2258029C; ATE301355T1; CN1227685A; JP2007274677A; JP2007274676A; JP4589351B2; EP0906675B1; EP0906675A1; US5844885A; CA2258029A1; AU3391397A; DE69733890T2; AU717478B2; JP4011624B2; HK1020464A1; TW341012B

Abstract

(57)【要約】同期化及び同期化データストリウムのビットカウント保全は，それが同期化データストリウムの同期化性質を保存しない媒体を介して伝送される時でも，端から端へ保存される。端末の電話交換機ユニット（１００）は一定速度のビットストリウムを形成し，それは通信ユニット（１１０）に供される。通信ユニット（１１０）は一定の速度ビットストリウムと第１の長さの領域値とから第１の組のビットを構成する第１のデータフレームを生成する。第２のデータフレームが生成され，それは一定速度のビットストリームと３つの第３長さ領域値とから第３の組のビットを構成する。該第１，２及び３のデータフレームは基地ユニット（１１８）に伝送され，それは該第１のフレームからキユー(queue)（１５０）中へ該第１の組のビットを位置させる。いずれかのフレームに含まれる最大数のビットに等しいフイルビット(fill bits)の組はそれからキュー（１５０）中に位置される。該基地ユニット（１１８）は，それから該第１の長さ領域値と該第３の長さ領域値に基づいて，第３のデータレームの第２の組のビット中のビット数を決定する。該基地ユニット（１１８）は第３の組のビットを持つキユー（１５０）中の過剰なフイルビットを重ねが書きする。過剰なフイルビットの数は，いずれかのフレーム中のビット数とに含れ得る該最大可能数のビットと第２の組のビット中のビットの数との間の差に等しい。

Description

【発明の詳細な説明】ビットカウント保全性および同期化を保持しないチャンネルを介する同期データ転送を提供する方法および装置発明の背景Ｉ．発明の分野本発明は、一般にデータ転送通信システム、より詳細には、データストリームの同期特性を保持しない媒体を介しての同期データストリームの転送に関するものである。 II．関連技術の説明無線電話通信システムでは、多数のユーザーは、他の無線電話システムおよび有線電話システムに接続するために無線チャンネルを介して通信する。無線チャンネルを介する通信はいろいろのマルチアクセス技術の中の１つであり得る。これらの多重アクセス技術は、時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）と、周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ）と、符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ）とを含んでいる。ＣＤＭＡ技術は多数の長所を有する。典型的ＣＤＭＡシステムは、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれている、Ｋ．Ｇｉｈｏｕｓｅｎらの１９９０年２月１３日に発行された名称が「衛星中継器あるいは地上中継器を使用するスペクトル拡散マルチアクセス通信システム」の米国特許第４，９０１，３０７号に記載されている。今述べた特許では、各々がトランシーバを有する多数の移動電話システムユーザーがＣＤＭＡスペクトル拡散通信信号を使用して衛星中継器あるいは地上中継器を通して通信するマルチアクセス技術が開示されている。ＣＤＭＡ通信を使用する時に、周波数スペクトルは、システムユーザー容量を増加できる多重時間を再使用できる。ＣＤＭＡセルラシステムでは、各基地局は、有効範囲を限られた地理的な領域に提供し、その有効範囲領域の遠隔ユニットを公衆電話交換ネットワークに結合する。遠隔ユニットが新しい基地局の有効範囲領域に移動する場合、このユーザーの呼び出しの経路選択が新しい基地局に転送される。基地局−遠隔ユニット信号伝送パスは順方向リンクと呼ばれ、遠隔ユニット−基地局伝送パスは逆方向リンクと呼ばれる。典型的な無線電話通信システムでは、遠隔ユニット送信機は、音声情報を可変速度フォーマットで符号化するボコーディングシステムを使用できる。例えば、データ転送速度は、音声活動の休止により低下されることができる。より低いデータ転送速度は、遠隔ユニット伝送によって引き起こされる他のユーザーとの干渉のレベルを減少させる。受信機で、あるいは特に受信機に関連して、ボコーディングシステムは音声情報を再構成するために使用される。音声情報に加えて、非音声情報だけあるいは２つの混合が遠隔ユニットによって伝送できる。遠隔ユニットが伝送のためにそれ自体のデータを発生する場合、内部ボコーダは、２０ミリ秒（ｍｓ）フレーム中音声活動に基づいて、４つの異なる速度、例えば約８，０００ビット／秒（ｂｐｓ）、４，０００ｂｐｓ、２，０００ｂｐｓおよび１，０００ｂｐｓの音声情報符号化データのデジタルサンプルから発生する。ボコーダデータの各フレームは、９，６００ｂｐｓ、４，８００ｂｐｓ、２，４００ｂｐｓ、および１，２００ｂｐｓのデータフレームとしてオーバヘッドビットでフォーマット化される。９，６００ｂｐｓのフレームに対応する最高速度のデータフレームは「全速度」フレームと呼ばれ、４，８００ｂｐｓのデータフレームは「１／２速度」フレームと呼ばれ、２，４００ｂｐｓのフレームは「１／４速度」フレームと呼ばれ、１，２００ｂｐｓのデータフレームは「１／８速度」フレームと呼ばれる。符号化処理あるいはフレームフォーマット化処理のいずれかでは、速度情報がデータに含まれている。この環境での出願に適するボコーダは、１９９５年５月９日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された名称が「可変速度ボコーダ」の米国特許第５，４１４，７９６号に記載されている。遠隔ユニットが端末装置ユニットのような外部ソースからデータを受信する場合、遠隔ユニットは、この可変速度フレームフォーマットのデータを処理し続ける。最初のセルラ電話スペクトルライセンスが政府によって発行されるとき、スペクトルの使用の制限の中の１つが、キャリアがディスパッチングシステムサービスを提供できないことであった。しかしながら、ＣＤＭＡシステムの多数の長所および専用ディスパッチシステムの配置および保守の問題のために、政府はこの問題を再審査する。政府そのものはこのようなサービスから大いに利益を得る。典型的な無線電話サービスおよび有線電話サービスは固定通信サービスを提供するのに対して、ディスパッチサービスは１対多数のサービスを提供する。ディスパッチサービスの共通の使用はローカル警察無線システム、タクシーディスパッチシステム、連邦秘密情報作戦局通信システムおよび全軍事通信システムである。ディスパッチシステムの基本モデルはユーザーの放送ネットからなる。各放送ネットユーザーは、共通の放送順方向リンク信号を監視する。ネットユーザーが通信することを望むならば、ユーザーは通信ボタン（ＰＩＴ）を押す。典型的には、通信のユーザー音声は放送順方向リンクを介して逆方向リンクから経路選択される。理想的には、ディスパッチシステムは、システムへの地上通信線および無線アクセスを可能にする。政府機関がディスパッチサービスを使用することを望むならば、ＣＤＭＡ波形によって提供される固有のプライバシに加えて、この機関は、更なる妨害の防止のための暗号機構を使用することを望むことができる。暗号機構は、一般的に内部で発生されたクロックに基づいて作動され、一定の速度でデータを発生する。暗号機構を無線システムと併用するために、暗号機構のデータ速度、クロックおよびビットカウント保全性要求が受容されねばならない。発明の概要本発明は、ビット・カウント保全性及び低遅延を必要とする一定速度ビット・ストリームをサービスする透過無線リンク・プロトコルを適合化するための効率的バッファリング方式である。端末装置は一定速度ビット・ストリームを提供する。可変速度の、フレームに基づいた非エラー・フリー・プロトコルを使用して一定速度ビット・ストリームを宛先へトランスポートするために、無線リンクが使用される。受信端では、一定速度ビット・ストリームは、ビット・カウント保全性が維持されるように最構成されなければならない。バッファリング・システムは、音声サービス・シスデムの必要性と一致した最小固定遅延を生じるものでなければならない。これらの要件を達成するために、各フレームに長さ領域(field)が付加される。長さ領域それ自体は、リンクの全体的ビット搬送能力に対する長さ領域のインパクトを最小にするため、少数のビットを含まなければならない。長さ領域は、対応するデータ・フレームのサイズに比例して増加されるモデュロ値である。もしフレームが消去されると、そのフレームに含まれるビットの数は、受け取られた次の非消去フレームの長さ領域に基づいて決定されることができる。受信局では、待ち行列がフレーム・データを受け取り、一定速度ビット・ストリームを発生する。消去が受信されると、消去されたフレームに含まれるはずであったビットの最大数に等しくなるまで、或る数の充填ビットが待ち行列へ付加される。これらの充填ビットは、待ち行列によって直ちに使用することができる。次の非消去フレームが受け取られたとき、もし消去フレームがビットの最大数よりも少ないビットを含んでいたことが決定されると、余分のビットは、次の非消去フレームに含まれるデータによって上書きされる。図面の簡単な説明本発明の特徴、目的、及び利点は下記に記載される詳細な説明を図面と組み合わせて参照するとき更に明らかとなるであろう。ここで、図１は典型的なディスパッチ・システムを示し、図２は遠隔装置と地上通信線電話の間の固定通信安全音声接続を示し、図３は透過無線リンク・プロトコルの適応層を有するプロトコル・スタックを示し、図４は一定速度ビット・ストリームを発生するため透過無線リンク・プロトコルの出力をバッファする適合層待ち行列を示し、図５は図４に示される線形バッファの代替の実施形態である。好ましい実施例の説明図１に代表的なディスパッチシステムを示す。リモート・ユニット１０、２０、２２および２４はディスパッチユニットと２点間電話の両方に機能することがある。図１で、リモート・ユニット１０は現在活動しているトーカとして動作し、リモート・ユニット２０、２２および２４は現在リスナとして受けている。基地極３０、３２および３４はリモート・ユニット１０、２０、２２および２４への放送順方向リンクを備える。基地局３０は動作しているリモート・ユニットから逆方向リンク信号を受けてもいる。移動機交換センタ（ＭＳＣ）３８は基地局へと基地局からの制御信号を調整する。好ましい実施例で、その制御信号は一般に簡単にＩＳ−９５といわれる、「デュアルモード広域拡散スペクトラムセルラシステムのための移動局−基地局互換性標準」（ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ− ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙＳｔａｎｎｄａｒｄｆｏｒＤｕａｌ−ＭｏｄｅＷｉｄｅｂａｎｄＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍｓ）ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５に従い、リモート・ユニットは移動局といわれる。通信マネージャー４０は、２個のリモート・ユニットがプッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）−ボタンを同時に押した場合、要求の優先順序のような放送網を制御する。好ましい実施例は暗号化した音声システムを２点間通信または急送無線ＣＤＭＡシステムに結合するのに使用するようにこの発明を図示しているが、デジタル環境のさまざまなところに応用できる。たとえば、同じ原理は時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）または他のデジタル送信技術を使って展開されるシステムに適用することができる。そのデジタル・データはＦＡＸまたはコンピュータ・データにすることができる。一般に、この発明は、信号の同期性を保たない媒体を経由して送信される、どのような同期データ・ストリームにも広く適用できる。システムの数例は同期フレーム・フォーマット・ビデオ送信システム、同期ベアラ（当時方式）サービス、同期転送指向接続で非同期転送モード（ＡＴＭ）により送られる多重音声とデータ・トラフィックである。図２はこの発明の典型的な実施例を示す。図２は、リモート・ユニットと地上線間の２点間機密音声接続どして、参照して、記述している。同じ技術は２個のリモート・ユニット間への直接適用または急送システムへの直接適用ができる。リモート・ユニット１１０ばクランプ（ＣｒｙｐｔｏＬｕｍｐ）１００を備えてきた。クランプ１００はリモート・ユニット１１０へデータ・ビットの安定した流れを供給する。クランプ１００の中で、クロック１０２は周波数ｆ₁で動作する独立したクロックを生成する。クロック１０２は周波数ｆ₂で動作しているＣＤＭＡクロックおよび周波数ｆ₃で動作しているＰＳＴＮクロックに対してドリフトすることがある。クロック１０２はボコーダ１０４を駆動するのに使用し、スピーカとマイクロフォン１０８で受けた音声信号を符号化する。暗号化と解読１０６の出力はリモート・ユニット１１０への入力である。暗号化と解読１０６の出力は代表的に安全な音声であるが、リモート・ユニット１１０、基地局１１８および網間接続機能１２４を備えるＣＤＭＡ接続はそれが標準デジタル機器ターミナル・ユニットからのデータ出力であるかのようにそのデータで動作する。スピーカとマイクロフォン１０８はクランプ１００の内にあるように示しているが、リモート・ユニット内にある場合がある。このような場合、クランプ１００とリモート・ユニット１１０間のオーディオ信号接続が必要である。暗号化と解読処理の１つの態様はデータの安定な流れを暗号化の最後で生成し、データの安定な流れを有効に働くために解読処理の解読の最後に再生成しなければならないことである。その解読処理は入力データの誤りを許容でき、有効な結果を供給でき、したがって誤りのないリンクは必要としない。その重要な状況は符号化処理から出るので、解読処理に行くビットが互いに同時配列を有しなければならないことである。データの１ビットだけが失われていると、解読処理は有効なデータというより、屑を生成する。データ・ビットの安定な流れを供給する処理は同期化と呼ばれる。符号化処理を出る解読処理への等しい数のビットを供給する処理はビット計数完全保全と呼ぶ。図２に戻って、クランプ１００は符号化データ・ビットの安定な流れを生成している。このような符号化データは代表的に、４８００ビット／秒で生成される。クランプ１００からのビット出力の安定な流れに対照的に、リモート・ユニット１１０はＩＳ−９５にしたがって可変レート・フレーム・データを生成する。ＩＳ−９５にしたがって、リモート・ユニット１１０は２０ミリ秒（ｍｓ）のデータのフレームを生成する。データのフレームは４個の異なるレート、約８，０００ビット／秒（ｂｐｓ）、４，０００ビット／秒（ｂｐｓ）、２，０００ビット／秒（ｂｐｓ）および１，０００ビット／秒（ｂｐｓ）の１個にすることができるが、データが生成され、受信されるで左右される。各フレーム・データは９，６００ｂｐｓ、４，８００ｂ、ｐｓ、２，４００ｂｐｓおよび１，２００ｂｐｓのオーバヘッド・ビットでフォーマットされる。９，６００ｂｐｓに相当するもっとも高速なレートのデータ・フレームは「フル・レート」フレームといわれ、４，８００ｂｐｓのデータ・フレームは「ハーフ・レート」フレームといわれ、２，４００ｂｐｓのデータ・フレームは「クォーター・レート」フレームといわれ、１，２００ｂｐｓのデータ・フレームは「１／８レート」フレームといわれる。１個のフル・レート・フレームのビット計数料金負荷（ｂｉｔｃｏｕｎｔｐａｙｌｏａｄ）は１６０ビットである。１個のハーフ・レート・フレームのビット計数料金負荷は８０ビットである。クランプ１００がデータを４，８００ｂｐｓで生成していると、各２０ｍｓフレーム間隔の間に９６ビットを生成する。したがって、リモート・ユニット１１０はフル・レートおよびハーフ・レートのデータのディザ処理の組み合わせを生成し、クランプ１００出力に適用する。各フレームに対して、リモート・ユニット１１０は１個の長さ領域を加える。この長さ領域自身はリンクの全体の伝送ビット容量への長さ領域の影響を最少にするように少数のビットを備える。長さ領域は現在のフルーム長さを前のフレームで送られた長さ領域の値に加えで生成したモジュロ・インデックス（ｍｏｄｕｌｏｉｎｄｅｘ）である。さらに、他のＣＤＭＡ制御信号、制御およびオーバーヘッド・ビットはフレームに加えられる。そこで、フレームは畳み込み符号化される。符号化されたビットはインターリーブされる。インターリーブされたビットは直交ウォルシュ符号化し、擬似乱数雑音ＰＮ符号のマスクを掛けて拡散し、マスクした拡散信号はシーケンスを拡散するＩおよびＱチャンネルでオフセット直交位相シフト・キイ（ＯＱＰＳＫ）変調し、無線リンク１２０でアンテナ１１２から送信する。基地局１１８はアンテナ１１４を経由して、無線リンク１２０からリモート・ユニット信号を受信する。基地局１１８はＯＱＰＳＫ変調と拡散しているマスクを除く。基地局１１８は拡散していない信号をウォルシュ復号し、信号をデインターリーブする。そこで信号はビタビ復号器でのように復号され、基地局１１８から網間接続機能（ＩＷＦ）１２４に伝えられる。ＩＷＦ１２４はクランプ１００が安全な電話ユニット１３０と網間接続するのに必要な機能を提供する。物理手段はモデムの１個のプール（ｐｏｏｌ）を含む場合がある。ＩＷＦ１２４はパルス符号変調（ＰＣＭ）データを公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１２８に出力する。ＰＳＴＮ１２８はＰＣＭ符号化データを安全な電話ユニット（ＳＴＵ）１３０に伝える。ＳＴＵ１３０の中でデータの流れは解読され、デボコードされ、音声が最終リスナーに出力される。ＳＴＵ１３０からクランプ１００までのリンクは前述のリンクとほぼ同じ作用をする。ＩＳ−９５無線プロトコルは音声信号を搬送するためのものである。音声信号の性質によって、再生結果が理解できる市外品質音声であるために、元のデジタル化された音声信号の完全に再生されたコピーを必要としない。したがって、１つのフレームに対して過度の誤りが発生する場合、フレームを単に消失することができる。このような消失の数が最小に保たれると、結果として生じる音声に対する影響が最小になる。したがって、ＩＳ−９５リンクは本来誤りのない通信を提供するものではない。ＩＳ−９５リンクを使用し.て、誤りのないデータ伝送が必要であるデータ接続を提供する場合、付加的なプロトコル層を付け加えてフレーム消失を検出してもよい。フレーム消失の検出を元にして、受信局はフレームの再送信を要求することができる。しかしながら、音声データを搬送する同期データ接続を扱う場合、このような機構は許容できない。誤り検出とフレーム繰り返し演算はシステムに遅延をもたらす。同期システムでは、このようなシステムによって導入される最大遅延は、バッファリング機構によって永久的に挿入されざるを得ないであろう。このような遅延は音声システムでは許容できない。なぜなら、それらはエンドユーザーによって検出され得る程の大きさであるからである。ＩＳ−９５無線インターフェイスは完全なビットカウントでの同期データ送信を提供しないので、本発明は既存のプロトコルスタック上に新しいプロトコルスタック層を提供する。図３は透過無線リンクプロトコル（ＴＲＬＰ）用に新たに加えられた適応層を備えたプロトコルスタックを示す。適応層はビットストリームが安定した音声局設備によって発生されようと、あるいは任意の同期データ源によって発生されようと、不変率ビットストリームを有するどのようなユーザートラフィックにも関連して使用することができる。適応層はバッファリング機構と、透過ＲＬＰ層において消失されたデータに対する関連した消失データ置換アルゴリズムを使用して、トラフィックの同期性及びビットカウントの完全性を回復する。本発明の利点は、データが被る実時間の待ち行列遅延を最小にすることである。図３は透過無線リンクプロトコルの適応層を備えたプロトコルスタックを示す。クランプ１００は、電子産業協会／遠距離通信業協会（ＥＩＡ／ＴＬＡ）文書２３２−Ｅにおいて定義されるインターフェイスを使用して、データビットの不変ストリームを提供する。遠隔ユニット１１０は同じプロトコルを使用して、データを受信する。ＡＰＰ層は標準のモデムＡＴコマンド処理層である。ＡＬとラベル付けされた層が適応層である。逆リンクに対しては、遠隔ユニット１１０内の適応層は不変率ビットストリームを一連のオクテットに変換し、それはＴＲＬＰ層に送られる。更に、適応層は周波数ｆ₁で作動するクランプ１００クロックと、周波数ｆ₂で作動する遠隔ユニット１１０内のクロック間の同期を提供する。ＩＳ−９５層は上記において簡単に説明した符号化、交錯法、拡散及びＯＱＰＳＫ変調を含む無線リンクインターフェイス用のデータとシグナリングを提供する。基地局１１８及びＩＷＦ１２８において、ＩＳ−９５層がＩＳ−９５演算を一掃し、それが受信しようとするデータフレーム、またはデータの各々のフレーム用の消失のいずれかを出力する。ＴＲＬＰはフレームデータを受信し、データのオクテットを出力する。適応層は一連の到来データオクテットとフレーム消失指示を取り出し、不変率ビットストリームを作り出す。適応層は図４に示す行列１５０で構成され、それはＴＲＬＰの出力をバッファに入れ、不変率ビットストリームを発生させる。行列１５０はバッファプレフィルＸ領域１５４とバッファプレフィルＺ領域１５６がビットで一杯になるまでは、不変率ビットストリームの出力を始めない。明らかに、バッファプレフィルＸ領域１５４は不可避な固定された遅延を導入する。バッファプレフィルＸ領域１５４は、クランプ１００において周波数ｆ₁で作動するクロックと、ＳＴＵ１３０において周波数ｆ₁で作動するクロック間のクロックドリフトを占める。バッファプレフィルＸ領域１５４のサイズはシステム仕様書によって決定される。例えば、好ましい実施態様では、同期リセット間の最小許容時間は１０分と設定される。同期リセットは、バッファリング行列が尽き、不変率ビットストリームを発生することができなくなり、演算を続けるためにシステムをリセットし、バッファに再充填しなければならない時に発生する。同期リセット間の最小許容時間が増大するにつれて、バッファのサイズを増大しなければならず、固定遅延も増大する。バッファプレフィルＸ領域１５４のサイズはＳＴＵ１３０とクランプ１００クロック間の最大ドリフトに基づいて計算される。バッファプレフィルＸ領域１５４は２つのユニットが１０分の間隔にわたって互いに対してドリフトできる、可能な最大ビット数を格納ずる。バッファプレフィルＸ領域１５４の実際のサイズは本発明の操作とは無関係である。バッファプレフィルＸ領域１５４に格納されたビット数はシステム演算中に増減する。バッファプレフィルＺ領域１５６のオクテットは、バッファプレフィルＸ領域１５４から不変率ビットストリームにビットが送られるのとほぼ同じビット率でバッファプレフィルＸ領域１５４に送られる。バッファプレフィルＺ領域１５６からバッファプレフィルＸ領域１５４へのビット伝送はＣＤＭＡ設備クロック周波数ｆ₂に基づいている。バッファプレフィルＺ領域１５６は更に、不変率ビットストリーム出力でデータが伝達され、こうして固定遅延をシステムに導入する前に、データが再充填される。可能な最小固定遅延を導入するために、バッファプレフィルＺ領域１５６のザイズは小さな値に等しい。１つの簡便な値は、ＴＲＬＰ層から別のデータセットが届く前に、バッファプレフィルＸ領域１５４に伝送される平均ビット数である。好ましい実施態様では、平均して９６ビットが行列１５０の各フレームから送られる。したがって、好ましい実施態様では、バッファプレフィルＺ領域１５６のサイズは１２オクテットである。１つの代替の実施態様では、バッファプレフィルＺ領域１５６のサイズはゼロまで減少してもよい。クランプ１００とＳＴＵ１３０間にまず接続が設定される場合、ダイヤリングトーン指示が発信元のユニットから受信ユニットに送られる。受信ユニットが応答すると、２つのユニットは一連のトレーニングトーンを交換する。送信ユニットと受信ユニットの両方がデータ送信の準備を整えると、各々のユニットが搬送波を他方のユニットに送る。１つのユニットからデータを送ることができる第一の瞬間は、そのユニットが他方のユニットから搬送波を検出した瞬間である。ＩＷＦ１２４内のモデムが搬送波を検出するとすぐに、プロトコルはＩＷＦ１２４が不変率ビットストリームを作り出すように命令する。如何なるフレームもまだ利用できない場合、プロトコルを満たすために、バッファプレフィルＸ領域１５４とバッファプレフィルＺ領域１５６に対してフィルビットを付け加えなければならない。しかしながら、最初の未消失フレームが到着するまで、搬送波がＩＷＦ１２４に提供されない場合、バッファＺ領域１５８が直ちに不変率で受信したデータを出力し始めることができる。この方法で、バッファＺ領域１５８が空になるまで、データの次のフレームまたは消失指示が利用でき、バッファプレフィルＺ領域１５６を削除してもよい。好ましい実施態様においで、書き込みポインタ１６０の名目位置はバッファプレフィルＺ領域１５６とバッファＺ領域１５８にある。データが実際のデータとフィルデータの形態でＴＲＬＰからバッファＺ領域１５８へと移動するにつれて、データはバッファプレフィルＺ領域１５６からのオクテットとして移される。書き込みポインタ１６０の位置がそれ自体移動して、ＴＲＬＰからの次のオクテットが置かれるべき位置を示ず。前述のように、書き込みポインタ１６０はバッファプレフィルＺ領域１５６とバッファＺ領域１５８の両方で構成されるスタックポインタ範囲内で動かすことができる。バッファプレフィルＸ領域１５４のサイズは可変であるので、書き込みポインタ１６０はバッファプレフィルＸ領域１５４に入り込まない。消失指示が受信される時、消失されたフレームのサイズは未知である。ビットカウントの完全さを保護するために、フィラービットを行列１５０に加えて、消失されたビットを表示しなければならない。本発明によれば、消失されたデータフレームが含み得る最大ビット数が行列１５０に加えられる。好ましい実施態様では、完全率フレームが１６０ビットを搬送するので、１６０フィラービットが行列１５０に加えられる。これらのビットは直ちに行列１５０を通じて移動し、必要に応じて不変率ビットストリームに出力される。消失フレームが完全率フレームでなかった場合、次の未消失フレームを受信する時、行列１５０に加えられたビットの一部がまだ行列１５０内にあってもよい。上記に記載した通り、おのおののフレームは、長さ領域を有している。この長さ領域は、直前のフレームに対する現在のフレームのビット数を示すものである。好適な具体例を用いて説明する。表Ｉは、そのようなモジュロ長さ領域を規定する模範的なスキームを示すものである。表Ｉの具体例では、長さ領域はわずか４ビットである。すなわち、０から１５までの値をとる。長さ領域の値が、フレームレートに基づくおのおののフレームに加算される。１レートのフレームが送信されると、その領域のは８が加算される。１／２レートのフレームが送信されると、その領域の４が加算される。１／４レートのフレームが送信されると、その領域は２が加算される。１／８レートのフレームが送信されると、その領域は１が加算される。このスキームにしたがって、長さ領域の初期値が零である場合、表Ｉの第１カラムは、フレームの途中で送信されたデータのレートを示す。第２カラムはそれに対応する長さ領域を表す。送信された第１フレームの値は１／４レートであるので、長さ領域の値は２である。第２フレームで送信された値は１／２レートであるので、長さ領域は４が加算され、合計で６になる。続いて送信された１／２レートによって、長さ領域は更に４が加算され、合計で１０になる。次に１／８レートのフレームが送信され、長さ領域の値は加算されて１１になる。引き続き送信された１レートのフレームが加算されると、４ビット長の最大値である１５を超えてしまうので、８を加算したモジュロ計算の結果、長さ領域の値は３となる。引き続き送信される１／８レートにより長さ領域は４となり、表Ｉに示す最終カラムに示す様に１レートの加算がなされ、長さ領域の値は１２となる。仮に、フレームが消去された場合、それに対応する長さ領域の値も消去される。表Ｉに示す同じシーケンスであって、第１の１レートのフレームが消去された場合である表IIについて考えでみる。消去されたフレームの後に、１／８レートのフレームが加算された場合における、長さ領域の値は同じである。また、そこで１／８レートが加算されたフレームのビット数は既知である。というのも、そのビット数はキュー１５０に追加することが可能だからである。このようにして、失われたフレームのレート（と本来加算される筈であった１ビット）は、消去前に正しく得られた値と、消去後に初めに正しく得られたフレームとの合計を、消去後に正しく得られた長さ領域から引くことによって取得することが可能である。結果が負の場合、１６が加算される。例えば、表IIを用いて説明すると、消去前に正しく得られた値は１１；正しく取得したフレームによって加算される値は１；上記の合計は１２；消去後に正しく得られる長さ領域は４；４−１２＝−８；この場合結果が負なので、１６を加算し、答えは８となる。結果が８なので、消去されたフレームは１レートであった事が分かる。消去されたフレームが１／２レートの場合、結果は４となる。消去されたフレームが１／４レートの場合、結果は２となる。消去されたフレームが１／８レートの場合、結果は１となる。２回以上連続して消去された場合においても、上記と同様の手法を用いる事が可能である。消去されたおのおののフレームのレートは重要ではない。あくまで、決定する必要があるのは、消去された合計ビット数のみである。上述した４ビット長での長さ領域における使用は、非常に制約を受ける。というのも、１レートのフレームが連続２回加算されると、長さ領域の値が分からなくなるからである。更に複雑化した無数のスキームを用いて、本発明の範囲と一貫した類似の結果を満足させる事が可能である。例えば、予期された連続消去の最大回数に対応するために、現実のシステムでは、７ビット以上から構成される場合もある。７ビットは、６回連続して１レートのフレームが消去される場合に対応するために必要とされる。ＩＳ−９５は、８ビットのリターンリンクプロセッサシーケンス領域を明らかにする。長さ領域の値は、前記のリターンリンクプロセッサシーケンス領域によって代用する事も可能である。再び図４を用いて説明する。フレーム消去の表示がアダプテーションレイヤーに渡ったとき、１レートのフレームの計算を行うに十分なオクテットキャラクターの一組がキュー１５０に追加される。好適な具体例で示すと、１６進数の値であるＡＡの２０オクテットは、１レートのフレームの１６０ビットに対応したキュー１５０に追加がなされる。（ＡＡは繰り返し数字１０１０１０１０に対応する。）このビットは、直ちに、一定のレートビットストリームへ供給を開始する事が可能となる。仮に、別の消去がなされた場合、１６進数の値であるＡＡの２０オクテットの次のセットは、キュー１５０に追加ざれる。第１の消去されないフレームデータの受信がなされると、前述した方法と同様な方法を用いて、消去された多数のビットを決定する事ができる。仮に、消去されたビット数が、キュー１５０に加えられたビット数よりも少ない場合においては、キュースタックポインターが作動し、余分なビットは新しく送信されたビットによって上書きされる。なお、キュースタックポインターは、次に受信するビットのセットが配置される場所を示すものである。たとえば、好適な実施例と表Ｉの例を用いて、表IIIに表されるようなシーケンスが得られる事を考えてみる。消去が行われた場合、１6０ビットがキュー１５０に追加される。１／２レートのフレームを受信して１０になった場合、上記で得られた式を使って、１／２レートのフレームが消去（４＝１０−（２＋４））されたことを決定する事ができる。仮に１６０が加算された場合においても、ほんの８０フィルビットが、消去されたビットを求める計算に要求される。このようにして、正しく受信された１／２レートのフレームに相当する受信データーが、キュー１５０に加算される前に、キューライトポインター１６０が、実際に加算されたビット数と、本来加算されるべきであったビット数との差に応じてバッファーＸ領域１５４の方向に進行する。この場合、本来加算されるべきであったビット数は８０ビットまたは１０オクテットである。このようにして、過剰なフィルビットバッファー値は、受信した実際のデータに更新される。他の実施例において、フルレートフレームの割合を占めるのに十分な一連の８ビット充填文字をキュー１５０に加算する代わりに、受信した平均ビット数が加算される。例えば、上述したように、平均９６ビットがフレーム毎に転送され、１フレームが消失したときに破壊されるビット数は９６である。このような機構において、１フレームが消失すると、１２の８ビットデータがキュー１５０に加算される。消失したフレームの実際のサイズが決定されると、書き込みポインタ１６０はバッファのプレフィルＸ領域１５４方向あるいはさらに深さ方向に戻るる方向すなわちバッファＺ領域１５８方向に移動可能である。書き込みポインタ１６０がキュー１５０の深ざ方向に移動する場合には、さらなる充填ビットを付加する必要がある場合がある。この発明の最も一般的な実施例において、バッファプレフィルＺ領域１５６からバッファプレフィルＸ領域１５４に流れる８ビットの一様なストリームを維持するのに十分なビット数の充填ビットをキュー１５０に付加することができる。この発明に従う最も一般的な実施例において、ビットが付加される割合が、ビットがキューから転送される平均的割合以上である限りいかなる数のビットも付加することができる。好適実施例はリニアバッファを参照して説明したが、この発明の思想はサーキュラーバッファに直接適用可能である。サーキュラーバッファは読み出しポインタおよび書き込みポインタの双方を使用する。サーキュラーバッファの１つの実現方法では、消失を受信したとき実際のダミービットは付加されない。そのかわり、書き込みポインタを新しい位置に調節しさえすればよい。また、この発明の思想は図５に示すようにも実現可能である。図５において、ＴＲＬＰ８ビットバイトがバッファ２００に入力される。充填発生器２０２は一定の充填ビットストリームを供給する。スイッチ回路２０４は、スイッチ制御回路２０６の制御に従って、バッファ２００の出力または充填発生器２０２の出力を選択する。消失として受信されない８ビットバイトのみがバッファ２００に入力される。消失が受信されると、スイッチ制御回路２０６に伝えられる。消失したフレームのビットに代わって充填ビットを充填する必要がある場合には、スイッチ回路２０４は充填発生器２０２を一定の割合のビットストリームに接続する。さもなければ、スイッチ回路２０４はバッファ２００と一定の割合のビットストリームに接続する。付加すべきビット数の判断はいままでどおり上述したように行われる。好適実施例の上記記述が当業者に提供されることによりこの発明を製造または使用することが可能となる。これらの実施例の種々の変形例は当業者には明白であり、ここに定義した包括的な原理は発明的才能を使用することなしに他の実施例に適用可能である。従っで、この発明はここに示した実施例に限定することを意図するものではなく、ここに開示した原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲が与えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｑ 7/38 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６５１ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＺＷ (72)発明者ティードマン、エドワード・ジー・ジュニアアメリカ合衆国、カリフォルニア州 92122、サン・ディエゴ、ブラムフィールド・アベニュー 4350 (72)発明者クドリモティ、アブヒジットアメリカ合衆国、カリフォルニア州 92126、サン・ディエゴ、カプリコーン・ウェイ・ナンバー２ 8507 【要約の続き】地ユニット（１１８）は第３の組のビットを持つキユー（１５０）中の過剰なフイルビットを重ねが書きする。過剰なフイルビットの数は，いずれかのフレーム中のビット数とに含れ得る該最大可能数のビットと第２の組のビット中のビットの数との間の差に等しい。

Claims

【特許請求の範囲】１．端末機器装置により一定の割合のビットストリームを生成するステップと；通信装置において、前記一定の割合のビットストリームを受信するステップと；前記通信装置により、前記一定の割合のビットストリームおよび第１長さ領域値とから、第１ビット群からなる第１データフレームを生成するステップと；前記通信装置により、前記一定の割合のビットストリームおよび第２長さ領域値であって、前記第１長さ領域値および第２ビット群の多数のビットにより決定されるモジューロー数である第２長さ領域値とから、前記第２ビット群からなる第２データフレームを生成するステップと；前記通信装置により、前記一定の割合のビットストリームおよび第３長さ領域値であって、前記第２長さの領域値および第３ビット群の多数のビットにより決定される前記モジューロー数である第３領域値とから、前記第３ビット群からなる第３データフレームを生成するステップと；前記通信装置により、前記第１、第２、および第３データフレームを送信するステップと；基地装置により前記第１データフレームを受信し、前記第１ビット群をキューにセットするステップと；前記基地装置において、前記第２データフレームの代わりに消失を受信し、前記キューに、いずれのフレームにも含めることができる最大可能ビット数に等しい一連の充填ビット群を前記キューにセットするステップと；および前記基地装置において、前記第３データフレームを受信し、前記第１長さ領域値および前記第３長さ領域値にもとづいて、前記第２ビット群のビット数を決定し、前記キューに前記第３のビット群を用いて多数の余分の充填ビットであって、前記いずれのフレームにも含めることができる最大可能ビット数と前記第２ビット群のビット数との差分に等しいビット数の余分の充填ビットを上書きするステップとで構成されることを特徴とする同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。２．前記第１の端末機器装置は暗号のかたまりから構成され、前記通信装置は送信遠隔装置から構成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。３．前記送信ステップは前記第１、第２および第３データフレームを無線リンクを介して送るステップをさらに有することを特徴とする請求項第１項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。４．前記無線リンクは符号分割多重アクセスリンクであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。５．前記無線リンクは時分割多重アクセスリンクであることを特徴とする請求の範囲第３項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。６．前記第１データフレーム、前記第２ビット群の前記ビット数に等しい多数の充填ビット、および前記キューからの第３データフレームを連続ビットストリームとして送るステップをさらに有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。７．前記連続ビットストリームを傍聴される危険性が無い電話装置において受信するステップをさらに有したことを特徴とする請求の範囲第６項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。８．前記キューはサーキュラーバッファであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の同期データストリームの同期の性質を保持しない媒体を介して送信される同期データストリームのための同期とビットカウントの一貫性を保持するための方法。９．データの第１のフレームを受信し、前記データの第１のフレームは、第１の数のビットと第１の領域長値を有し、前記第１のフレームのビットを順次配置し、ライトポインタを次の受信したビットを示すために移動し、データの第２のフレームの代わりに消失を受信し、前記ライトポインタにしたがった前記キューにおける第１の数のフィルタビットを配置し、前記ライトポインタを次のビットを示すために、前記キューにおける前記第１の数のフィルタビットの最後の１つの後に配置し、データの第３のフレームを受信し、前記データの第３のフレームは、第３の数のビット及び第３の領域長さ値を有し、データの前記第２のフレームにおける第２の数のビットを、前記第３の数のビット、前記第１の領域長値及び前記第３の領域長値に基づいて決定し、必要であれば、前記第２の数のビットに等しい実際の数の第１のフィルタビットのうちの最後の１つが前記キューに加算された後に前記ライトポインタを次のビットに移動するステップを含む通信システムにおいて、定レートデータストリームを提供する方法。１０．請求の範囲第９項に記載の方法において、前記第１の数のフィルタビットは、任意のフレームにおいて受信されるであろう最大数のビットに等しい。１１．請求の範囲第９項に記載の方法において、前記第１の数のフィルタビットは、非誤り無しデータストリームのフレームを基礎にした前記可変レート長のフレーム毎において、平均数のビットと等しい。１２．請求の範囲第１１項記載の方法において、前記キューにおける第２の数のフィルタビットを配置し、前記ライトポインタを第２の数のフィルタビットの最後の１つの後の次のビットを示すために、前記第２の数のビットに等しい合計数のビットが前記キューに加えられるように移動するステップをさらに具備する。１３．請求の範囲第９項記載の方法において、前記キューは、最初に、最初のフレームを受信すると、定レートビットストリームを生成する。１４．請求の範囲第９項記載の方法において、前記第３の領域長値は、前記第１の領域長値、前記第２の数のビット及び前記第３の数のビットのモジューロ合計に等しい。１５．可変レートデータフレーム及びフレーム消失からのビットの完全性を有する定レートデータストリームを生成するための装置において、前記可変レートデータフレーム及びフレーム消失の前記列を受信するプロトコルスタックにおける適応層を具備し、それぞれのフレームはフレーム長及び領域長値を有し、前記装置においては、消失を受信すると、前記適応層は固定長のフィルタビットを出力し、第１のデータフレームを前記消失の後に受信すると、消失したフレーム長を、前記消失の後に受信した第１のフレームに対応する第１の領域長値及び第１のフレーム長に基づいて、決定し出力し、前記定レートデータストリームを生成し、前記固定数のフィルタビットを受信し、消失されていない前記列のそれぞれのフレームに対応するデータを受信し、前記定レートデータストリーム条の前記消失したフレーム長と等しい合計数の前記固定数のフィルタビットを生成するキューを具備する装置。１６．可変レートフレームの列からビットの完全性を有する定レートデータストリームを提供する装置において、この装置においては、可変レートフレームの前記列のうちの少なくとも１つのフレームは消失され、前記装置は、可変レートフレームの前記列を受信するプロトコルスタックにおける適応層を具備し、それぞれのフレームはフレーム長及びフレーム長値を有し、第１のフレーム、フレーム長値を受信し、第１のフレームが消失として受信され、対応するフレーム長及び対応するフレーム長値が未知の場合ににおいて、前記適応層は前記消失として受信されていない可変レートフレームの前記列のそれぞれのフレームからフレームデータを出力し、前記消失の対応するフレーム長を決定し、前記適応層からの前記フレームデータを受信する第１のキューと、埋め込みビットを生成する埋め込み生成器と、出力定レートビットストリームを前記第１のキューに前記消失として受信されていない可変レートフレームの列のそれぞれのフレームを伝送するために接続し、出力定レートビットストリームを前記埋め込み生成器に接続するスイッチを具備し、前記埋め込み生成器は、ビット列を伝送するために必要な期間のためのものであり、前記ビット列は、前記第１のフレームが前記消失として受信されていない場合に、前記第１のフレームからのデータが伝送される時に、前記消失の前記対応するフレーム長を有し、前記スイッチは、前記出力定ビットストリームを前記埋め込み生成器に前記適応層が前記対応するフレーム長を決定する前に接続する装置。１７．可変レートのフレームベースの誤り発生のあるデータストリームに対し、最小限の遅延で、同期とビットカウントの安全性を提供する装置であって、第１のビット数と第１の領域長の値とを含む第１のデータフレームを受信するための手段と、前記第１のデータフレーム、を待ち行列に入れ、次の受信ビットのための待ち行列位置を指し示すように書ぎ込みポインタを移動する手段と、第２のデータフレームの代わりに、消去指示を受信するための手段と、前記書き込みポインタに従って前記待ち行列に第１のビット数である充填ビットを入れ、前記待ち行列中の少なくとも上記第１のビット数である充填ビットの後の次ビットを指し示すように、前記書き込みポインタを移動するための手段と、第３のビット数と第３の領域長の値とを含む第３のデータフレームを受信するための手段と、前記第３のビット数と、前記第１の領域長の値及び前記第３の領域長の値とに基づいて、前記第２のフレームデータにおける第２のビット数を算出する手段と、前記第２のビット数に等しい充填ビットの実際のビット数が前記待ち行列に追加されるように、必要に応じて、前記待ち行列中の前記第１のビット数の充填ビットの内の一つのビットの後の次ビットを指し示すように前記書き込みポインタを移動する手段と、を具備することを特徴とする装置。１８．前記第１のビット数である充填ビットは、何れのフレームにおいても受信可能な最大ビット数に等しいことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。１９．前記第１のビット数である充填ビットは、前記可変レートのフレームベースの誤り発生のあるデータストリーム上のフレーム毎の平均ビット数に等しいことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。２０．前記待ち行列に第２のビット数である充填ビットを入れ、前記第２のビット数に等しい充填ビットの総ビット数が前記待ち行列に追加されるように、前記第２のビット数である充填ビットの最後のビットの後の次ビットを指し示すよう前記書き込みポインタを移動する手段を更に具備することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。２１．前記待ち行列は、最初のフレームの受信で、一定レートのビットストリームを生成し始めることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。２２．前記第３の領域長の値は、前記第１の領域長の値、前記第２のビット数、及び前記第３のビット数のモジュロ合計に等しいことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。