PL195276B1 - Sposób i urządzenie do transmisji danych pakietówo dużej szybkości - Google Patents

Abstract

1. Sposób transmisji danych pakietów o duzej szybkosci, w którym odbiera sie w stacji ruchomej komunikat wywolywania in- formacji o biezacej transmisji danych, zna- mienny tym, ze dokonuje sie pomiaru stosun- ku sygnalu do szumu i zaklócen C/I dla sygna- lów lacza przesylowego z co najmniej jednej stacji bazowej, wybiera sie stacje bazowa na podstawie zespolu parametrów, zawierajacego mierzony stosunek C/I, identyfikuje sie wybrana stacje bazowa, wysyla sie komunikat zadania danych do wybranej stacji bazowej okresowo przez lacze zwrotne i odbiera sie dane z wy- branej stacji bazowej z szybkoscia transmisji danych zgodnie z tym komunikatem zadania danych. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do transmisji danych pakietów o dużej szybkości w telekomunikacji.

Znanych jest wiele systemów telekomunikacyjnych, na przykład system dostępu zwielokrotnionego przez podział kodowy CDMA, zgodny z normą TIA/EIA/IS-95 dla standardu zgodności stacji ruchomej ze stacją bazową systemu komórkowego o szerokopasmowym widmie rozproszonym, który pracuje w dwóch trybach tak zwanego standardu IS-95. System CDMA zapewnia łączność głosem i danymi między użytkownikami przez łącze naziemne.

Znane jest zastosowanie technik CDMA w systemie telekomunikacyjnym dostępu wielokrotnego, przedstawione na przykład w opisie patentowym USA nr 4 901 307, dotyczącym systemu telekomunikacyjnego dostępu wielokrotnego o widmie rozproszonym, stosującego wzmacniaki satelitarne lub naziemne i w opisie patentowym USA nr 5 103 459, dotyczącym systemu i sposobu generowania przebiegów w systemie CDMA telefonii komórkowej.

W opisie stacja bazowa odnosi się do sprzętu, z którym komunikują się stacje ruchome. Komórka odnosi się do sprzętu lub obszaru pokrycia geograficznego, zależnie od kontekstu użycia tego pojęcia. Sektor jest częścią komórki. Ponieważ sektor systemu CDMA ma atrybuty komórki, to zasady opisane w odniesieniu do komórki mają rozszerzone zastosowanie do sektorów.

W systemie CDMA łączność między użytkownikami jest prowadzona przez jedną lub więcej stacji bazowych. Pierwszy użytkownik w pierwszej stacji ruchomej łączy się z drugim użytkownikiem w drugiej stacji ruchomej przez transmisje danych na łączu zwrotnym do stacji bazowej. Stacja bazowa odbiera dane i może kierować te dane do innej stacji bazowej. Dane są transmitowane na łączu przesyłowym tej samej stacji bazowej lub drugiej stacji bazowej, do drugiej stacji ruchomej. Łącze przesyłowe odnosi się do transmisji od stacji bazowej do stacji ruchomej, a łącze zwrotne odnosi się do transmisji od stacji ruchomej do stacji bazowej. W systemach standardu IS-95 łącze przesyłowe i łącze zwrotne mają przydzielone oddzielne częstotliwości.

Stacja ruchoma podczas łączności komunikuje się z co najmniej jedną stacją bazową. Stacje ruchome CDMA są w stanie komunikować się z wieloma stacjami bazowymi jednocześnie podczas przekazywania płynnego nazywanego również miękkim. Przekazywanie płynne jest to proces tworzenia połączenia z nową stacją bazową przed przerwaniem połączenia z poprzednią stację bazową. Przekazywanie płynne minimalizuje prawdopodobieństwo wypadania połączeń.

Znany jest sposób i system zapewniania łączności ze stacją ruchomą przez więcej niż jedną stację bazową podczas procesu przekazywania płynnego, przedstawione na przykład w opisie patentowym USA nr 5 267 261, dotyczącym ruchomego, wspomaganego przekazywania płynnego w komórkowym systemie telefonicznym CDMA. Przekazywanie płynne jest procesem, w którym łączność odbywa się przez wiele sektorów obsługiwanych przez tę samą stację bazową. Proces przekazywania płynnego jest przedstawiony szczegółowo na przykład w opisie zgłoszenia patentowego USA nr 08/763 498, dotyczącego sposobu i urządzenia do realizacji przekazywania między sektorami wspólnej stacji bazowej.

Przy rosnącym zapotrzebowaniu na bezprzewodowe aplikacje danych, coraz ważniejsze jest opracowanie bardzo wydajnych bezprzewodowych systemów telekomunikacyjnych. Standard IS-95 jest w stanie zapewnić transmisje danych ruchu i danych głosu przez łącza przesyłowe i zwrotne. Sposób transmisji danych ruchu w ramkach kanału kodowego o ustalonych rozmiarach jest przedstawiony szczegółowo w opisie patentowym USA nr 5 504 773, dotyczącym sposobu i urządzenia do formatowania danych do transmisji. Zgodnie ze standardem IS-95, dane ruchu lub dane głosu są dzielone na ramki kanału kodowego, mające szerokość 20 ms i szybkość transmisji danych do 14,4 kb/s.

Ważna różnica miedzy usługami głosowymi i usługami danych polega na tym, że pierwsze narzucają surowe i stałe wymagania co do opóźnień. Zwykle całkowite opóźnienie jednokierunkowych ramek mowy musi być mniejsze od 100 ms. W odróżnieniu od tego, opóźnienie danych może być parametrem zmiennym, stosowanym do optymalizacji wydajności systemu telekomunikacyjnego. W szczególności są stosowane wydajniejsze metody kodowania korekcji błędów, które wymagają znacznie większych opóźnień niż tolerowane przy usługach głosowych. Przykładowa skuteczna metoda kodowania jest przedstawiona w opisie zgłoszenia patentowego USA nr 08/743 688, dotyczącego dekodera wyjściowego decyzji płynnych do dekodowania słów kodu kodowanych splotowo.

Inna ważna różnica między usługami głosowymi i usługami danych polega na tym, że te pierwsze wymagają stałego i jednakowego poziomu usług dla wszystkich użytkowników. Zwykle w przypadPL 195 276 B1 ku systemów cyfrowych, zapewniających usługi głosowe, przekłada się to na stałą i jednakową szybkość transmisji dla wszystkich użytkowników i maksymalną tolerowaną wartość stopy błędów ramek mowy. W odróżnieniu od tego, w przypadku usług danych, poziom usług może być różny dla różnych użytkowników i może być parametrem optymalizowanym dla zwiększenia całkowitej wydajności systemu telekomunikacyjnego. Poziom usług systemu telekomunikacyjnego jest zwykle określany przez opóźnienie całkowite, wprowadzane do przekazu określonej z góry ilości danych, dalej nazywanej pakietem danych.

Jeszcze inna ważna różnica miedzy usługami głosowymi i usługami danych polega na tym, że te pierwsze wymagają niezawodności łącza telekomunikacyjnego, która w przykładowym systemie telekomunikacyjnym CDMA jest zapewniana przez przekazywanie płynne. Przekazywanie płynne powoduje transmisje redundancyjne z dwóch lub więcej stacji bazowych, aby zwiększyć niezawodność. Jednak to zwiększanie niezawodności nie jest wymagane w przypadku transmisji danych, ponieważ pakiety danych odbierane z błędami mogą być retransmitowane. W przypadku usług danych, moc transmisyjna, stosowana do obsługi przekazywania płynnego, jest wykorzystywana skutecznie do transmisji dodatkowych danych.

Parametrami, które stanowią miarę jakości i wydajności systemu telekomunikacyjnego, są czas opóźnienia transmisji, wymagany do przekazania pakietu danych i średnia przepustowość systemu. Opóźnienie transmisji nie ma takiego samego oddziaływania w transmisji danych, jak w przypadku transmisji głosu, lecz jest ważnym miernikiem do oceny jakości systemu telekomunikacyjnego. Średnia przepustowość jest miarą wydajności transmisji danych w systemie telekomunikacyjnym.

Znane jest, że w systemach komórkowych stosunek sygnału do szumu i zakłóceń C/I dla danego użytkownika jest funkcja lokalizacji użytkownika w obszarze pokrycia. W celu utrzymania zadanego poziomu usługi, w systemach TDMA i FDMA sięga się po metody wielokrotnego wykorzystania częstotliwości, to znaczy, że nie wszystkie kanały częstotliwościowe i/lub przedziały czasu są wykorzystywane w każdej stacji bazowej. W systemie CDMA ten sam przedział częstotliwości jest wykorzystywany ponownie w każdej komórce systemu, co poprawia całkowitą wydajność. Stosunek C/I, osiągany dla danej stacji ruchomej użytkownika, wyznacza szybkość transmisji, którą utrzymuje się w przypadku konkretnego łącza od stacji bazowej do stacji ruchomej użytkownika. Dla danej konkretnej modulacji i metody korekcji błędów, stosowanych przy transmisji dla optymalizacji przy transmisji danych, zadany poziom wydajności jest osiągany przy odpowiednim poziomie stosunku C/I. Dla idealizowanego systemu komórkowego o heksagonalnych układach komórkowych i stosowaniu jednakowej częstotliwości w każdej komórce, oblicza się rozkład osiąganego stosunku C/I w idealizowanych komórkach.

Stosunek sygnału do szumu i zakłóceń C/I, osiągany przez danego użytkownika, jest funkcją strat na trasie, które w przypadku naziemnych systemów komórkowych wzrastają jak funkcja r³ do r⁵, gdzie r jest odległością od źródła promieniowania. Ponadto straty na trasie ulegają zmianom losowym w wyniku utrudnień naturalnych lub spowodowanych działalnością ludzką na trasie fal radiowych. Te zmiany losowe są zwykle modelowane jako rozkład logarytmiczno-normalny losowy przesłaniania o odchylaniu standardowym równym 8 dB. Wypadkowy rozkład stosunku C/I, otrzymany dla idealnego heksagonalnego układu komórkowego z antenami dookólnymi stacji bazowej dla procesu propagacji r⁴ i procesu przesłaniania z odchyleniem standardowym 8 dB, jest przedstawiony na fig. 10.

Otrzymany rozkład stosunku C/I jest osiągany tylko, jeżeli w dowolnym momencie czasu i w dowolnej lokalizacji stacja ruchoma jest obsługiwana przez najlepszą stację bazową określaną jako ta, która osiąga największą wartość stosunku C/I, niezależnie od odległości fizycznej od każdej stacji bazowej. Z powodu losowego charakteru strat na trasie, opisanych powyżej, sygnał o największej wartości stosunku C/I może być tym, który różni się od sygnału przy minimalnej odległości fizycznej od stacji ruchomej. W odróżnieniu od tego, jeżeli stacja ruchoma łączyłaby się wyłącznie za pośrednictwem najbliższej stacji bazowej, to stosunek C/I mógłby być znacznie gorszy. Jest zatem korzystne stałe komunikowanie się stacji ruchomych z najlepiej obsługującą stacją bazową, ze względu na osiąganie optymalnego stosunku C/I. Zakres osiąganych wartości stosunku C/I w powyższym idealizowanym modelu, przedstawionym na fig. 10, jest taki, że różnica miedzy wartością największą i najmniejszą wynosi nawet 10 000. W konkretnym wykonaniu zakres ten jest zwykle ograniczony do około 1:100 czyli 20 dB. Możliwe jest zatem w przypadku stacji bazowej CDMA obsługiwanie stacji ruchomych z szybkościami transmisji danych, które zmieniają się o współczynnik aż do 100, ponieważ obowiązuje następująca zależność:

PL 195 276 B1

R_b = w (C /1) (E_b / I_o) (1) gdzie Rb reprezentuje szybkość transmisji danych do konkretnej stacji ruchomej, W jest całkowitą szerokością pasma, zajmowaną przez sygnał o widmie rozproszonym, a Eb/Io jest energią na bit przy natężeniu zakłóceń, które należy osiągnąć przy danym poziomie wydajności. Na przykład, jeżeli sygnał o widmie rozproszonym zajmuje szerokość pasma W równa 1,2288 MHz, a niezawodna łączność wymaga średniej wartości Eb/Io równej 3 dB, to wtedy stacja ruchoma, która osiąga wartość stosunku C/I równą 3 dB dla najlepszej stacji bazowej, może komunikować się z szybkością transmisji danych równą 1,2288 Mb/s. Z drugiej strony, jeżeli stacja ruchoma jest poddana oddziaływaniu znacznych zakłóceń od sąsiednich stacji bazowych i może osiągać wartość stosunku C/I równą - 7 dB, to nie można zapewnić niezawodnej łączności z szybkością większą niż 122,88 kb/s. System telekomunikacyjny, przeznaczony do optymalizacji średniej przepustowości, dąży zatem do obsługi każdego oddalonego użytkownika z najlepiej obsługującej stacji bazowej i z największą szybkością transmisji danych Rb, której niezawodność jest w stanie zapewnić odległy użytkownik.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 093 924 sposób przyporządkowania kanału w ruchomym systemie komunikacyjnym, w którym stacja bazowa wybiera, w odpowiedzi na żądanie połączenia komunikacyjnego, kanał radiowy komunikacji, mający określony poziom odbioru zakłóceń, który jest otrzymywany przez układ pomiarowy i spełnia warunki jakości tego kanału komunikacyjnego spośród wielu kanałów radiowych komunikacji i przesyła informację do stacji ruchomej będącej przedmiotem żądania połączenia komunikacyjnego. Stacja ruchoma wybiera kanał radiowy komunikacji określony przez stację bazową, mierzy poziom odbioru zakłóceń i przesyła wynik pomiaru do stacji bazowej. Stacja bazowa sprawdza, czy wynik pomiaru spełnia warunki jakości toru komunikacyjnego i przyporządkowuje kanał radiowy komunikacji dla żądanej komunikacji, gdy wynik pomiaru spełnia warunki jakości toru komunikacyjnego.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 442 625 system dostępu zwielokrotnionego przez podział kodowy, zapewniający dostęp o zmiennej szybkości transmisji danych dla użytkownika, któremu umożliwia w układzie nadajnika radiowego dynamiczną zmianę szybkości transmisji danych cyfrowych źródłowych. W odpowiedzi na wejście użytkownika, wybierające jedną z wielu szybkości transmisji danych cyfrowych źródłowych, nastawialny układ kodowania w nadajniku rozprasza i przesyła strumień danych cyfrowych użytkownika, odbierany z wybraną szybkością transmisji, dalej z szybkością transmisji danych kanału, która jest przynajmniej równa największej szybkości transmisji danych cyfrowych spośród wielu szybkości danych źródłowych. Tych wiele szybkości transmisji danych źródłowych obejmuje podstawową szybkość transmisji danych cyfrowych i co najmniej jedna szybkość transmisji danych cyfrowych, która jest wielokrotnością podstawowej szybkości danych cyfrowych, gdzie ta wielokrotność jest całkowitą wielokrotnością przynajmniej jedności. Wejście użytkownika wybiera określoną szybkość transmisji danych źródłowych przez identyfikację wielokrotności podstawowej szybkości transmisji danych cyfrowych do stacji bazowej, która ma odebrać tę transmisję.

Znana jest z opisu patentowego USA nr 5 594 720 komunikacja komórkowa o wielokrotnym dostępie z dynamicznym przyporządkowaniem przedziałów czasu i zmniejszonymi zakłóceniami między kanałami, stosująca sposób i urządzenie do redukcji zakłóceń w systemach komunikacyjnych, w których czas ramek i przedziały częstotliwości są przyporządkowane łączom transmisji sygnałów z Ziemi do satelity i łączom transmisji sygnałów z satelity do Ziemi. W każdej stacji bazowej komórek są zastosowane antena dookólna lub zespół anten kierunkowych do komunikacji z użytkownikami. Przedziały ramek, w których anteny przesyłają informacje z Ziemi do satelity i odwrotnie, są ustalone zgodnie z określoną z góry organizacją ramek w celu zmniejszenia różnych zakłóceń miedzy kanałami. Te zakłócenia występują, gdy transmisja z satelity do Ziemi od jednej anteny stacji bazowej w danej komórce jest zakłócana przez odbiór z Ziemi do satelity w innej antenie stacji bazowej w komórce ponownego użycia częstotliwości. Potencjalnie zakłócająca antena w danej komórce jest zatem nastawiana na transmisję informacji z satelity do Ziemi w innej części ramki niż ta, w której potencjalnie zakłócona antena w komórce ponownego użycia częstotliwości odbiera informację z Ziemi do satelity. Przedziały ramek mogą być przyporządkowane tak, że tylko część osiągalnych przedziałów jest przyporządkowana dynamicznie zgodnie z żądaniem użytkownika, natomiast pozostałe części są przyporządkowane innym połączeniom z Ziemi do satelity i z satelity do Ziemi.

PL 195 276 B1

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 297 192 sposób i urządzenie do zdalnego programowania ruchomego zestawu telefonicznego do przesyłania danych, w których wprowadza się parametry oznaczania modułu przyporządkowania numerów do układu pamięciowego tego zestawu. Wykorzystuje się przy tym wbudowany modem pasma częstotliwości telefonicznych zestawu tak, że aktywacja i kody autoryzacji usług mogą być wprowadzane zdalnie do zestawu abonenta, inicjując usługę komórkową lub zmieniając rodzaj dostarczanej usługi. Abonent sieci komórkowej najpierw wywołuje centralę dostawcy zdalnych usług komórkowych w celu ustalenia kanału komunikacji telefonicznej miedzy zestawem i centralą. Następnie modem zestawu jest selektywnie mostkowany na kanał komunikacji telefonicznej dla uzyskania przekazywania danych pomiędzy źródłem danych umieszczonym w dalekiej centrali i modemem abonenta. W wyniku uzyskuje się zdalne programowanie informacji i autoryzacji abonenta w układzie pamięciowym ruchomego zestawu telefonicznego do przesyłania danych.

Znany jest z opisu dokumentu WO 96/10230 sposób transmisji danych w systemie komunikacji ruchomej TDMA. W tym systemie stosuje się technikę dostępu z wieloma przerwami czasu, w której jedna lub więcej przerw czasu jest przyporządkowanych stacji ruchomej dla transmisji danych o szybkości wymaganej przez zastosowanie stacji ruchomej. Po ustaleniu wywołania danych, stacja ruchoma wskazuje sieci komunikacji ruchomej minimalne i maksymalne wymagania co do szybkości transmisji danych użytkownika w celu nastawienia. Sieć komunikacji ruchomej przyporządkowuje stacji ruchomej dla wywołania danych konfigurację kanału, zależnie od aktualnie dostępnych zasobów sieci i sieci komunikacji ruchomej oraz zapewnia szybkość transmisji danych, której wartość jest zawarta pomiędzy wymaganym minimum i wymaganym maksimum.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że dokonuje się pomiaru stosunku sygnału do szumu i zakłóceń C/I dla sygnałów łącza przesyłowego z co najmniej jednej stacji bazowej, wybiera się stację bazową na podstawie zespołu parametrów, zawierającego mierzony stosunek C/I, identyfikuje się wybraną stację bazową, wysyła się komunikat żądania danych do wybranej stacji bazowej okresowo przez łącze zwrotne i odbiera się dane z wybranej stacji bazowej z szybkością transmisji danych zgodnie z tym komunikatem żądania danych.

Korzystnie pomiar, wybór, identyfikacje i wysyłanie realizuje się w każdym przedziale czasu, aż do zakończenia transmisji danych.

Korzystnie pomiar realizuje się, uwzględniając odebraną wartość bitu aktywności przesyłania.

Korzystnie dokonuje się pomiaru sygnałów pilotowych łącza przesyłowego ze wszystkich stacji bazowych w zbiorze aktywnym stacji ruchomej.

Korzystnie do zbioru aktywnego stacji ruchomej wprowadza się dodatkową stację bazową, jeżeli moc przesyłowa tej dodatkowej stacji bazowej przekracza określoną z góry wartość progową.

Korzystnie dokonuje się wyboru na podstawie stosunku C/I dla sygnałów łącza przesyłowego.

Korzystnie dokonuje się wyboru na podstawie obecnego i poprzedniego stosunku C/I dla sygnałów łącza przesyłowego.

Korzystnie dokonuje się wyboru zgodnie z określoną z góry histerezą.

Korzystnie jako określoną z góry histerezę stosuje się histerezę w odniesieniu do czasu.

Korzystnie jako określoną z góry histerezę stosuje się histerezę w odniesieniu do poziomu.

Korzystnie wysyłanie przeprowadza się przy pokryciu komunikatu żądania danych przez kod Walsha odpowiadający wybranej stacji bazowej.

Korzystnie stosuje się kod Walsha o długości 128 struktur.

Korzystnie przez komunikat żądania danych wskazuje się żądaną szybkość transmisji danych.

Korzystnie jako żądaną szybkość transmisji danych stosuje się jedną ze zbioru obsługiwanych szybkości transmisji danych.

Korzystnie obsługiwane szybkości transmisji danych wybiera się zgodnie ze zbiorową funkcją rozkładu stosunku C/I w komórce, w której znajduje się stacja ruchoma i wybrana stacja bazowa.

Korzystnie przez komunikat żądania danych wskazuje się jakość łącza transmisyjnego.

Korzystnie przez komunikat żądania danych zajmuje się wcześniejszą część przedziału czasu.

Korzystnie transmisję planuje się przez program planujący na podstawie priorytetu stacji ruchomej.

Korzystnie transmisję realizuje się z co najwyżej jednej spośród stacji bazowych w każdym przedziale czasu.

Korzystnie przez wybraną stację bazową transmituje się do jednej stacji ruchomej w każdym przedziale czasu.

PL 195 276 B1

Korzystnie przez wybraną stację bazową transmituje się z maksymalną lub bliską maksymalnej mocą transmisji osiągalną dla wybranej stacji bazowej.

Korzystnie transmisję realizuje się przy użyciu ortogonalnych kanałów Walsha.

Korzystnie stosuje się każdy z ortogonalnych kanałów Walsha o stałej szybkości transmisji danych.

Korzystnie transmisję realizuje się przy użyciu kluczowania kwadraturowego z przesunięciem fazy.

Korzystnie transmisję realizuje się przy użyciu kwadraturowej modulacji amplitudy.

Korzystnie transmisję realizuje się przy użyciu wiązki kierunkowej.

Korzystnie dane transmituje się do stacji ruchomej w pakietach danych.

Korzystnie stosuje się pakiety danych o stałym rozmiarze dla wszystkich szybkości transmisji danych.

Korzystnie pakiety danych transmituje się w jednym lub wielu przedziałach czasu.

Korzystnie stosuje się każdy pakiet danych zawierający nagłówek.

Korzystnie nagłówek rozprasza się za pomocą długiego kodu PN.

Korzystnie długość nagłówka uzależnia się od szybkości transmisji danych.

Korzystnie stosuje się każdy pakiet danych zawierający jednostki danych, a każdą jednostkę danych identyfikuje się przez numer porządkowy.

Korzystnie transmituje się komunikaty negatywnego potwierdzenia NACK dla jednostek danych nieodebranych przez stację ruchomą.

Korzystnie retransmituje się jednostki danych nieodebrane przez stację ruchomą zgodnie z komunikatami NACK.

Korzystnie wysyła się dane do wszystkich stacji bazowych zbioru aktywnego stacji ruchomej.

Korzystnie przez wybraną stację bazową transmituje się na podstawie predykcyjnego określenia pozostałych danych.

Korzystnie odbiera się sygnał pilotowy z każdej co najmniej jednej stacji bazowej, mierzy się stosunek C/I dla sygnałów pilotowych z co najmniej jednej stacji bazowej, dokonuje się wyboru stacji bazowej na podstawie zespołu parametrów, zawierającego mierzony stosunek C/I, identyfikuje się wybraną stację bazową, wysyła się komunikat żądania danych do wybranej stacji bazowej okresowo przez łącze zwrotne i odbiera się dane z wybranej stacji bazowej z szybkością transmisji danych zgodnie z komunikatem żądania danych.

Korzystnie pomiar, wybór, identyfikację i wysyłanie realizuje się w każdym przedziale czasu, aż do zakończenia transmisji danych.

Korzystnie wysyłanie realizuje się przez pokrycie komunikatu żądania danych przez kod Walsha odpowiadający wybranej stacji bazowej.

Korzystnie przez komunikat żądania danych wskazuje się żądaną szybkość transmisji danych.

Korzystnie przez komunikat żądania danych wskazuje się jakość łącza transmisyjnego.

Korzystnie przez wybraną stację bazową transmituje się do jednej stacji ruchomej w każdym przedziale czasu.

Korzystnie przez wybraną stację bazową transmituje z maksymalną lub bliską maksymalnej mocą transmisji osiągalną dla wybranej stacji bazowej.

Korzystnie dane transmituje się do stacji ruchomej w pakietach danych, przy czym pakiety danych transmituje się w jednym lub wielu przedziałach czasu.

Korzystnie stosuje się każdy pakiet danych zawierający jednostki danych, a każdą jednostkę danych identyfikuje się przez numer porządkowy.

Korzystnie transmituje się komunikaty negatywnego potwierdzenia NACK dla jednostek danych nieodebranych przez stację ruchomą.

Korzystnie retransmituje się jednostki danych nieodebrane przez stację ruchomą zgodnie z komunikatami NACK.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera nadajnik w każdej co najmniej jednej stacji bazowej do nadawania komunikatów wywoływania w sygnale łącza przesyłowego do stacji ruchomej i odbiornik w stacji ruchomej do odbioru komunikatów wywoływania i wykonywania pomiarów stosunku C/I dla sygnałów łącza przesyłowego z nadajników w co najmniej jednej stacji bazowej, do którego jest dołączony sterownik w każdej co najmniej jednej stacji ruchomej, dla odbioru pomiarów stosunku C/I i identyfikacji wybranej stacji bazowej na podstawie pomiarów stosunku C/I, nadajnik w stacji ruchomej dołączony do sterownika dla nadawania komunikatów żądania danych okresowo przez łącze zwrotne, a nadajnik w wybranej stacji bazowej jest zdolny do nadawania danych o szybkości transmisji zgodnie z komunikatem żądania danych.

PL 195 276 B1

Korzystnie odbiornik jest zdolny do wykonywania pomiarów stosunku C/I w każdym przedziale czasu, a sterownik jest zdolny do identyfikacji wybranej stacji bazowej w każdym przedziale czasu.

Korzystnie odbiornik jest zdolny do wykonywania pomiarów stosunku C/I przy uwzględnieniu odebranej wartości bitu aktywności przesyłania.

Korzystnie nadajnik w stacji ruchomej zawiera element pokrycia Walsha do pokrycia komunikatu żądania danych przez kod Walsha odpowiadający wybranej stacji bazowej.

Korzystnie każda co najmniej jedna stacja bazowa zawiera kolejkę do przechowywania danych.

Urządzenie według drugiego przykładu wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera układ odbioru komunikatu wywoływania informacji o bieżącej transmisji danych z co najmniej jednej stacji bazowej, dołączony do układu pomiaru stosunku sygnału do szumu i zakłóceń C/I dla sygnałów łącza przesyłowego z co najmniej jednej stacji bazowej, dołączonego do układu wyboru stacji bazowej na podstawie zespołu parametrów, zawierającego mierzony stosunek C/I, który jest dołączony do układu identyfikacji wybranej stacji bazowej, dołączonego do układu do wysyłania komunikatu żądania danych do wybranej stacji bazowej okresowo przez łącze zwrotne i zawiera układ odbioru danych z wybranej stacji bazowej z szybkością transmisji danych zgodnie z tym komunikatem żądania danych.

Zaletą wynalazku jest optymalizacja przepustowości danych wychodzących ze stacji bazowych CDMA do stacji ruchomych. Wynalazek zapewnia ulepszony sposób i urządzenie do transmisji danych pakietów o dużej szybkości w systemie CDMA, a także zwiększa wydajność systemu CDMA przez zapewnienie skutecznej transmisji danych w łączach przesyłowych i zwrotnych. Zdolność transmisji z różnych stacji bazowych w różnych przedziałach czasu umożliwia szybkie dostosowanie się systemu telekomunikacyjnego według wynalazku do zmian w środowisku operacyjnym. Wynalazek umożliwia także zwiększenie elastyczności systemu.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w postaci schematu system telekomunikacyjny według wynalazku, zawierający wiele komórek, stacji bazowych i stacji ruchomych, fig. 2 - w postaci przykładowego schematu blokowego podsystemy systemu telekomunikacyjnego według wynalazku, fig. 3A-3B - w postaci schematów blokowych przykładową strukturę łącza przesyłowego według wynalazku, fig. 4A - w postaci schematu przykładową strukturę ramki łącza przesyłowego według wynalazku, fig. 4B-4C - w postaci schematów przykładowy kanał ruchu przesyłowego i kanał sterowania mocą, fig. 4D - w postaci schematu pakiet przestankowy według wynalazku, fig. 4E-4G - w postaci schematów dwa przykładowe formaty pakietów danych i kapsułę kanału sterującego, fig. 5 - w postaci schematu przykładowy przebieg taktowania, pokazujący transmisję pakietu o dużej szybkości przez łącze przesyłowe, fig. 6 - w postaci schematu blokowego przykładową strukturę łącza zwrotnego według wynalazku, fig. 7A - w postaci schematu przykładową strukturę ramki łącza zwrotnego według wynalazku, fig. 7B - w postaci schematu przykładowy kanał dostępu łącza zwrotnego, fig. 8 - w postaci schematu przykładowy przebieg taktowania, pokazujący transmisję pakietu danych o dużej szybkości przez łącze zwrotne, fig. 9 - przykładowy wykres stanów, pokazujący przejścia między różnymi stanami pracy stacji ruchomej i fig. 10 wykres funkcji prawdopodobieństwa rozkładu stosunku C/I w idealnym heksagonalnym układzie komórkowym.

Figura 1 przedstawia transmisję danych łączem przesyłowym z jednej stacji bazowej do jednej stacji ruchomej, przy maksymalnej lub bliskiej maksymalnej szybkości transmisji danych, którą może zapewnić łącze przesyłowe i system według wynalazku. Przesyłanie danych łączem zwrotnym odbywa się z jednej stacji ruchomej do jednej lub wielu stacji bazowych. Obliczenie maksymalnej szybkości transmisji danych dla transmisji łączem przesyłowym jest opisane szczegółowo poniżej. Dane są podzielone na pakiety danych, a każdy pakiet danych jest przesyłany w jednym lub wielu przedziałach czasu. W każdym przedziale czasu stacja bazowa kieruje transmisję danych do dowolnej stacji ruchomej, która jest w łączności ze stacją bazową.

Początkowo stacja ruchoma nawiązuje łączność ze stacją bazową, stosując określoną z góry procedurę dostępu. W tym stanie połączenia stacja ruchoma odbiera komunikaty sterujące ze stacji bazowej. Następnie stacja ruchoma kontroluje łącze przesyłowe dla transmisji ze stacji bazowych w aktywnym zespole stacji ruchomej. Zespół aktywny zawiera listę stacji bazowych w łączności ze stacją ruchomą. W szczególności, stacja ruchoma mierzy stosunek sygnału do szumu i zakłóceń (C/I) pilota łącza ekspedycyjnego ze stacji bazowych w zestawie aktywnym, odebranego w stacji ruchomej. Jeżeli odebrany sygnał pilotowy przewyższa zadany próg wprowadzania lub jest poniżej zadanego progu wypadania ze zbioru, to stacja ruchoma melduje o tym do stacji bazowej. Kolejne komunikaty

PL 195 276 B1 ze stacji bazowej polecają stacji ruchomej wprowadzenie lub usunięcie stacji bazowej, jednej lub więcej, z zestawu aktywnego. Poniżej omówiono różne stany operacyjne stacji ruchomej.

Jeżeli nie nadane zostały żadne dane, to stacja ruchoma wraca do stanu nieaktywnego i przerywa transmisję informacji o prędkości transmisji do stacji bazowej. Stacja ruchoma będąc w stanie nieaktywnym, monitoruje kanał sterujący z jednej lub wielu stacji bazowych w aktywnym zestawie, z oczekiwaniem na komunikaty powiadamiające.

Jeżeli dane są nadawane do stacji ruchomej, to są one wysyłane przez centralny sterownik do wszystkich stacji bazowych w zestawie aktywnym, i są przechowywane w kolejce w każdej stacji bazowej. Następnie przez jedną lub wiele stacji bazowych do stacji ruchomej zostaje wysłany komunikat powiadamiający w odpowiednim kanale sterującym. Stacja bazowa musi nadać wszystkie takie komunikaty powiadamiające równocześnie przez kilka stacji bazowych dla zapewnienia odbioru nawet, gdy stacja ruchoma przełącza się między stacjami bazowymi. Stacja ruchoma demoduluje i dekoduje sygnały na jeden lub więcej z kanałów sterujących dla zapewnienia odbioru komunikatów powiadamiających.

Po zdekodowaniu komunikatów powiadamiających, i dla każdego przedziału czasowego aż do zakończenia transmisji danych, stacja ruchoma mierzy stosunek C/I sygnałów łącza ekspedycyjnego od stacji bazowych zestawu aktywnego, odebranych przez stację ruchomą. Stosunek C/I sygnałów łącza ekspedycyjnego można otrzymać przez pomiar odpowiednich sygnałów pilotowych. Stacja ruchoma następnie wybiera najlepszą stację bazową na podstawie zestawu parametrów. Zestaw parametrów może zawierać obecne i poprzednie zmierzone wartości C/I i bitową stopę błędów lub stopę błędów pakietu. Na podstawie największej zmierzonej wartości C/I na przykład może zostać wybrana najlepsza stacja bazowa. Stacja ruchoma następnie identyfikuje najlepszą stacją bazową i nadaje do wybranej stacji bazowej komunikat z żądaniem danych (poniżej zwany komunikatem, DRC) w kanale żądania danych (poniżej zwany kanałem DRC). Komunikat DRC może zawierać żądaną prędkość transmisji, lub w odróżnieniu od tego, wskaźnik jakości kanału łącza ekspedycyjnego (na przykład samą zmierzoną wartość C/I, bitową stopę błędów lub stopę błędów pakietu). W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma może kierować transmisję komunikatu DRC do konkretnej stacji bazowej przez zastosowanie kodu Walsha, który jednoznacznie identyfikuje stacją bazową. Symbole komunikatu DRC są doprowadzane do działania EXCLUSIVE OR (XOR) z jednoznacznym kodem Walsha. Ponieważ każda stacja bazowa w zestawie aktywnym stacji ruchomej jest identyfikowana jednoznacznym kodem Walsha, to poprawne zdekodować komunikat DRC może tylko wybrana stacja bazowa, która wykonuje identyczną operację XOR, jak operacja wykonana w stacji ruchomej, z poprawnym kodem Walsha. Stacja bazowa wykorzystuje informację sterowania prędkością transmisji z każdej stacji ruchomej, w celu zapewnienia skutecznej transmisji danych łącza ekspedycyjnego z najwyższą możliwą prędkością.

W każdym przedziale czasowym, stacja bazowa do transmisji danych może wybrać każdą z sygnalizowanych stacji ruchomych. Stacja bazowa następnie określa prędkość transmisji danych, z którą należy transmitować dane do wybranej stacji ruchomej na podstawie najnowszej wartości komunikatu DRC odebranego ze stacji ruchomej. Ponadto, stacja bazowa jednoznacznie identyfikuje transmisję do konkretnej stacji ruchomej przez wykorzystanie kodu rozpraszającego, który jest jednoznaczny dla tej stacji ruchomej. W przykładowej odmianie wykonania, kod rozpraszający jest długim kodem pseudolosowym (PN - pseudo noise), który jest określony w standardzie IS-95,

Stacja ruchoma, dla której przeznaczony jest pakiet danych, odbiera transmisje danych i dekoduje pakiet danych. Każdy pakiet danych zawiera wiele jednostek danych. W przykładowej odmianie wykonania, jednostka danych zawiera osiem bitów informacyjnych, jakkolwiek bez wychodzenia poza zakres wynalazku możliwe jest zdefiniowanie innej jednostki danych. W przykładowej odmianie wykonania, każda jednostka danych skojarzona jest z numerem porządkowym i stacje ruchome są w stanie stwierdzić brak lub zdublowanie transmisji. W takich przypadkach, stacja ruchoma komunikuje za pośrednictwem zwrotnego kanału łącza dacyjnego, numery porządkowe brakujących jednostek danych. Sterowniki stacji bazowej, które odbierają komunikaty dacyjne ze stacji ruchomych, wskazują następnie na wszystkie stacje bazowe komunikujące się z tą konkretną stacją ruchomą, której jednostki danych nie zostały odebrane przez stację ruchomą. Stacje bazowe następnie zestawiają harmonogram retransmisji takich jednostek danych.

Każda stacja ruchoma w systemie teledacyjnym może komunikować się z wieloma stacjami ruchomymi przez łącze zwrotne. W przykładowej odmianie wykonania, system teledacyjny według niniejszego wynalazku obsługuje płynne przekazywanie i bardziej płynne przekazywanie w łączu zwrotPL 195 276 B1 nym z kilku powodów. Po pierwsze, płynne przekazywanie nie zużywa dodatkowej przepustowości w łączu zwrotnym, lecz umożliwia stacjom ruchomym transmitowanie danych przy minimalnym poziomie mocy, tak że przynajmniej jedna ze stacji może zapewnić niezawodność dekodowania danych. Po drugie, odbiór sygnałów łącza zwrotnego przez większą liczbę stacji bazowych zwiększa niezawodność transmisji i wymaga tylko dodatkowego wyposażenia w stacji bazowych.

W przykładowej odmianie wykonania, przepustowość łącza ekspedycyjnego systemu teledacyjnego według niniejszego wynalazku określona jest przez żądania prędkości ze stacji ruchomych. Dodatkowe zyski w przepustowości łącza ekspedycyjnego można osiągnąć przez zastosowanie anten kierunkowych i/lub adaptacyjnych filtrów przestrzennych. Przykładowy sposób i urządzenie do realizacji transmisji kierunkowych przedstawiono w będącym równocześnie w załatwianiu zgłoszeniu patentowym USA nr 08/575.049, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE TRANSMISSION DATA RATE IN A MULTI-USER COMMUNICATION SYSTEM (Sposób i urządzenie do wyznaczania prędkości transmisji danych w wielodostępnym systemie telekomunikacyjnym), złożonym 20 grudnia 1995, oraz zgłoszeniu patentowym USA nr 08/925.521, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING ORTHOGONAL SPOT BEAMS, SECTORS, AND PICOCELLS (Sposób i urządzenie do wytwarzania ortogonalnych wąskich wiązek, sektorów i pikokomórek), złożonym 8 sierpnia 1997, obydwóch należących do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku.

I. Opis systemu

Figura 1 przedstawia przykładowy system teledacyjny według niniejszego wynalazku, który zawiera wiele komórek 2a - 2g. Każda komórka 2 jest obsługiwana przez odpowiednią stację bazową 4. W systemie teledacyjnym rozproszone są różne stacje ruchome 6. W przykładowej odmianie wykonania każda ze stacji ruchomych 6 w każdym przedziale czasowym komunikuje się z co najwyżej jedną stacją bazową 4 łączem ekspedycyjnym, lecz może być w łączności z jedną lub wieloma stacjami bazowymi 4 przez łącze zwrotne, zależnie od tego, czy stacja ruchoma 6 znajduje się w trybie płynnego przekazywania. Na przykład, stacja bazowa 4a nadaje dane wyłącznie do stacji ruchomej 6a, stacja bazowa 4b transmituje dane wyłącznie do stacji ruchomej 6b, a stacja bazowa 6c nadaje dane wyłącznie do stacji ruchomej 6c przez łącze zwrotne w przedziale czasowym n. Na fig. 1, linia ciągła ze strzałką wskazuje na transmisję danych ze stacji bazowej 4 do stacji ruchomej 6. Linia przerywana ze strzałką wskazuje, że stacja ruchoma 6 odbiera sygnał pilotowy, lecz bez transmisji danych, ze stacji bazowej 4. Dla prostoty na fig. 1 nie przedstawiono łączności w kanale zwrotnym.

Jak to pokazano na fig. 1, każda stacja bazowa 4 w danym momencie nadaje dane, korzystnie, do jednej stacji ruchomej 6. Stacje ruchome 6, zwłaszcza zlokalizowane blisko granicy komórki, mogą odbierać sygnały pilotowe wielu stacji bazowych 4. Jeżeli sygnał pilotowy przekracza zadany próg, to stacja ruchoma 6 może żądać wprowadzenia stacji bazowej 4 do zespołu aktywnego stacji ruchomej 6. W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 może odbierać dane transmitowane przez uczestników zespołu aktywnego w liczbie od zera do jednego.

Na fig. 2 przedstawiono schemat blokowy przedstawiające podstawowe podsystemy według niniejszego wynalazku. Sterownik stacji bazowej 10 dołączony jest do interfejsu 24 sieci pakietowej, sieci PSTN 30 i wszystkich stacji bazowych 4 w systemie teledacyjnym (dla uproszczenia przedstawiono tylko stacją bazową 4). Sterownik 10 stacji bazowej koordynuje łączność między stacjami ruchomymi 6 w systemie teledacyjnym a pozostałymi użytkownikami dołączonymi interfejsu 24 sieci pakietowej i PSTN 30. PSTN 30 zapewnia pośredniczenie w połączeniach z użytkownikami przez standardową sieć telefoniczną (na fig. 2 nie przedstawiona).

Sterownik 10 stacji bazowej zawiera wiele elementów wybierających 14, jakkolwiek dla prostoty na fig. 2 przedstawiono tylko jeden. Jeden element wybierający 14 przyporządkowany jest do sterowania komunikacją między jedną lub wieloma stacjami bazowymi 4, a jedną stacją ruchomą 6. Jeżeli element wybierający 14 nie został przyporządkowany do stacji ruchomej 6, to procesor 16 sterowania wywołaniami zostaje poinformowany o potrzebie powiadomienia stacji ruchomej 6. Proces 16 sterowania wywołaniami następnie rozkazuje stacji bazowej 4 powiadomienie stacji ruchomej 6.

Źródło 20 danych zawiera dane, które mają być przetransmitowane do stacji ruchomej 6. Źródło 20 danych podaje dane do interfejsu 24 sieci pakietowej. Interfejs 24 sieci pakietowej odbiera dane i kieruje te dane do elementu wybierającego 14. Element wybierający 14 wysyła dane do każdej stacji bazowej 4 pozostającej w łączności ze stacją ruchomą 6. Każda stacja bazowa 4 utrzymuje kolejkę 40 danych, która zawiera dane do przetransmitowania do stacji ruchomej 6.

PL 195 276 B1

W przykładowej odmianie wykonania, w łączu ekspedycyjnym pojęcie pakietu danych odnosi się do zadanej z góry ilości danych, która jest niezależna od prędkości transmisji. Pakiet danych jest formatowany z dodatkowymi bitami sterującymi i kodującymi, i jest kodowany. Jeżeli transmisja danych odbywa się w wielu kanałach Walsha, to zakodowany pakiet jest demultipleksowany na strumienie równoległe, przy czym każdy strumień transmitowany jest przez jeden kanał Walsha.

Dane są nadawane, w pakietach, z kolejki 40 danych do elementu kanałowego 42. W przypadku każdego pakietu danych, element kanałowy 42 wprowadza niezbędne pola sterujące. Pakiet danych, pola sterujące, bity porządkowe sprawdzania ramki i bity końcówki kodowej stanowią sformatowany pakiet. Element kanałowy 42 następnie koduje jeden lub więcej sformatowanych pakietów i przeplata (lub przyporządkowuje) symbole wewnątrz zakodowanych pakietów. Następnie pakiet przeplotem jest szyfrowany sekwencją szyfrującą, zasłaniany powłokami Walsha, i rozpraszany z długim kodem PN i krótkimi kodami PNi i PNq. Dane rozproszone są modulowane kwadraturowo, filtrowane, i wzmacniane przez nadajnik w bloku w.cz. 44. Sygnał łącza ekspedycyjnego jest transmitowany w eter przez antenę 46 w łączu ekspedycyjnym 50.

W stacji ruchomej 6 sygnał łącza ekspedycyjnego jest odbierany przez antenę 60 i kierowany do odbiornika w głowicy 62. Odbiornik filtruje, wzmacnia, demoduluje kwadraturowo i kwantyzuje sygnał. Cyfryzowany sygnał podawany jest do demodulatora (DEMOD) 64, gdzie jest składany z rozproszenia za pomocą długiego kodu PN i krótkich kodów, PNi i PNq, pozbawiany powłok Walsha i deszyfrowany identyczną sekwencją szyfrującą. Demodulowane dane podawane są do dekodera 66, który dokonuje inwersji funkcji przetwarzania sygnału wykonywanych w stacji bazowej 4, zwłaszcza usunięcia przeplotu, dekodowania i sprawdzania ramki. Dekodowane dane podawane są do ujścia 68 danych. Sprzęt, jak to opisano powyżej, obsługuje transmisję danych, powiadamianie, funkcje głosowe, wizję i inne rodzaje połączeń przez łącze ekspedycyjne.

Systemowe funkcje sterowania i porządkowania mogą być realizowane za pomocą wielu implementacji. Umiejscowienie kanałowego bloku szeregującego 48 zależy od tego, czy pożądane jest przetwarzanie rozproszone, czy scentralizowane. Na przykład, w przypadku przetwarzania rozproszonego, kanałowy blok szeregujący 48 może być lokalizowany wewnątrz każdej stacji bazowej 4. Przeciwnie, w przypadku przetwarzania scentralizowanego, kanałowy blok szeregujący 48 może być umieszczony w sterowniku 10 stacji bazowej i może być konstrukcyjnie dostosowany do transmitowania danych z wielu stacji bazowych 4. Do pomyślenia są również inne implementacje opisanych powyżej funkcji, i mieszczą się one w zakresie niniejszego wynalazku.

Jak to pokazano na fig. 1, stacje ruchome 6 są rozproszone w całym systemie teledacyjnym i mogą pozostawać w komunikacji z ilością zerową, lub z jedną stacją bazową 4 w łączu ekspedycyjnym. W przykładowej odmianie wykonania, kanałowy blok szeregujący 48 koordynuje transmisje danych kanału ekspedycyjnego stacji bazowej 4. W tej przykładowej odmianie wykonania kanałowy blok szeregujący 48 łączy się z kolejką 40 danych i elementem kanałowym 42 w stacji bazowej 4 i odbiera rozmiar kolejki, który wskazuje na ilość danych do przetransmitowania do stacji ruchomej 6, i komunikatów DRC ze stacji ruchomych 6. Kanałowy blok szeregujący 48 ustala porządek transmisji danych z dużą szybkością, tak że odbywa się optymalizacja zadań systemu w postaci maksymalizacji przepustowości dacyjnej i minimalizacji opóźnień transmisji danych.

W tej przykładowej odmianie wykonania transmisja jest porządkowana w części na podstawie jakości łącza telekomunikacyjnego. Przykładowy system telekomunikacyjny, który wybiera prędkość transmisji na podstawie jakości łącza opisano w zgłoszeniu patentowym USA nr 08/741.320, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING HIGH SPEED DATA COMMUNICATIONS IN A CELLULAR ENVIRONMENT (Sposób i urządzenie do zapewnienia łączności teledacyjnej dużej szybkości w środowisku komórkowym), wniesionym 11 sierpnia 1996, należącym do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku. Według niniejszego wynalazku szeregowanie łączności dacyjne może opierać się na uwzględnieniu dodatkowych czynników, jak na przykład jakości GOS użytkownika, rozmiaru kolejki, typu danych, wielkości już występującego opóźnienia, i stopie błędów transmisji danych. Czynniki te opisano szczegółowo w zgłoszeniu patentowym USA nr 08/798.951, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING (Sposób i urządzenie do planowania prędkości transmisji łącza ekspedycyjnego), wniesionym 11 lutego 1997 i, zgłoszeniu patentowym USA nr-pod tytułem „METHOD

AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING (Sposób i urządzenie do planowania prędkości transmisji łącza zwrotnego), wniesionym 20 sierpnia 1997 i, obu należących do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku. Przy planowaniu

PL 195 276 B1 transmisji danych można uwzględniać również inne czynniki, przy czym mieszczą się one zakresie niniejszego wynalazku.

System teledacyjny według niniejszego wynalazku obsługuje transmisję danych i komunikatów w łączu zwrotnym. W stacji bazowej 6, sterownik 76 przetwarza transmisje danych lub komunikatów przez kierowanie danych lub komunikatu do kodera 72. Sterownik 76 może być zaimplementowany w mikro-kontrolerze, mikroprocesorze, strukturze scalonej do cyfrowej obróbki sygnałów (DSP - digital signal processing) lub układzie scalonym ASIC, zaprogramowanym na wykonywanie opisanych niniejszym funkcji.

W przykładowej odmianie wykonania, koder 72 koduje komunikat zgodny formatem danych sygnalizacyjnych Blank and Burst (odstęp-seria) opisanym we wspomnianym powyżej patencie USA nr 5/504.773. Koder 72 następnie generuje i dołącza zespół bitów CRC, dołącza zestaw kodowych bitów kończących, koduje dane z dołączonymi bitami, i przestawia symbole w zakodowanych danych, Dane przeplecione podawane są do modulatora (MOD) 74.

Modulator 74 może być zaimplementowany w wielu odmianach wykonania. W przykładowej odmianie wykonania (patrz fig. 6), przeplecione dane są zasłaniane kodami Walsha, rozpraszane z długim kodem PN i dodatkowo rozpraszane z krótkimi kodami PN. Dane rozproszone podawane są do nadajnika w części głowicowej 62. Nadajnik dokonuje modulacji, filtracji, wzmacniania i nadaje sygnał łącza zwrotnego przez antenę 46 do łącza zwrotnego 52.

W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 rozprasza dane łącza zwrotnego zgodnie z długim kodem PN. Każdy kanał zwrotny jest wyznaczony zgodnie z przesunięciem czasowym wspólnej długiej sekwencji PN. W dwóch miejscach o różnym przesunięciu wypadkowe sekwencje modulacyjne nie są skorelowane. Przesunięcie stacji ruchomej 6 wyznacza się zgodnie z niepowtarzalnym identyfikatorem numerycznym stacji ruchomej 6, który w przykładowej odmianie wykonania stacji ruchomej 6 IS-95 jest specyficznym numerem identyfikacyjnym stacji ruchomej. Zatem każda stacja ruchoma 6 nadaje w jednym nie skorelowanym kanale łącza zwrotnego wyznaczonym zgodnie z niepowtarzalnym elektronicznym numerem porządkowym.

W stacji bazowej 4 sygnał łącza zwrotnego jest odbierany przez antenę 46 i podawany do bloku w.cz. 44. Blok w.cz. 44 filtruje, wzmacnia, demoduluje i kwantyzuje sygnał i podaje cyfryzowany sygnał do elementu kanałowego 42. Element kanałowy 42 likwiduje rozproszenie cyfryzowanego sygnału za pomocą krótkich kodów PN i długiego kodu PN. Element kanałowy dokonuje również zdejmowania kodu Walsha i wydzielenia pilota i DRC. Element kanałowy 42 następnie przestawia zdemodulowane dane, dekoduje dane z usuniętym przeplotem i realizuje funkcję sprawdzenia CRC. Zdekodowane dane, na przykład dane lub komunikaty, podawane są do elementu wybierającego 14 Element wybierający 14 kieruje dane i komunikat do odpowiedniego miejsca przeznaczenia. Element kanałowy 42 może również przekazywać wskaźnik jakości do elementu wybierającego 14 wskazującego na stan odebranego pakietu danych.

W przykładowej odmianie wykonania, stacja ruchoma 6 może być w jednym z trzech stanów działania. Przykładowy wykres stanów ukazujący przejścia między różnymi stanami działania stacji ruchomej 6 przedstawiono na fig. 9. W stanie 902 uzyskiwania dostępu stacja ruchoma 6 nadaje próbki dostępu i oczekuje na przydział kanału przez stację bazową 4. Przydział kanału obejmuje przydział zasobów, jak na przykład kanału sterowania mocą i przydział częstotliwości. Stacja ruchoma 6 może przechodzić ze stanu 902 uzyskiwania dostępu do stanu 904 połączenia, jeżeli stacja ruchoma 6 jest powiadomiona i zaalarmowana nadchodzącą transmisją danych, lub jeżeli stacja ruchoma 6 nadaje dane łączem zwrotnym. W stanie 904 połączenia, stacja ruchoma 6 wymienia (na przykład nadaje lub odbiera) dane i realizuje operację przekazania. Po sfinalizowaniu procedury zwalniania, stacja ruchoma 6 przechodzi ze stanu 904 połączenia do stanu nieaktywnego 906. Stacja ruchoma 6 może również przechodzić od stanu 902 uzyskiwana dostępu do stanu nieaktywnego po odrzuceniu połączenia przez stację bazową 4. W stanie nieaktywności 906 stacja ruchoma 6 przesłuchuje komunikaty globalne i powiadamiające, przez odbiór i dekodowanie komunikatów w ekspedycyjnym kanale sterującym, i wykonuje jałową procedurę przekazania. Przez inicjację tej procedury stacja ruchoma 6 może przejść do stanu 902 uzyskiwania dostępu. Wykres stanów przedstawiony na fig. 9 jest stanowi tylko przedstawienie przykładowe. Możliwe jest stosowanie innych wykresów stanów, które również mieszczą się w zakresie niniejszego wynalazku.

PL 195 276 B1

II. Transmisja danych w łączu ekspedycyjnym

W przykładowej odmianie wykonania, inicjowanie łączności między stacją ruchomą 6 a stacją bazową 4 odbywa się w podobny sposób, jak w przypadku systemu CDMA. Po zakończeniu zestawiania połączenia, stacja ruchoma 6 rozpoczyna transmisję sygnału pilotowego w łączy zwrotnym.

Na fig. 5 przedstawiono przykładową sieć działań przy transmisji wysokiej prędkości w łączu zwrotnym według niniejszego wynalazku. Jeżeli stacja bazowa 4 nadaje w bloku 502 komunikat powiadamiający adresowany do stacji ruchomej 6 w kanale sterującym. Komunikat powiadamiający może być wysyłany z jednej lub wielu stacji bazowych 4, zależnie od stanu przekazywania stacji ruchomej 6. Po odebraniu komunikatu powiadamiającego w bloku 504 stacja ruchoma 6 rozpoczyna proces pomiaru C/I. Stosunek C/I sygnału łącza zwrotnego oblicza się za pomocą jednej z metod przedstawionych poniżej lub ich kombinacji. Stacja ruchoma 6 następnie wybiera żądaną prędkość transmisji na podstawie najlepszej wartości C/I i w bloku 506 nadaje komunikat DRC w kanale DRC.

W tym samym przedziale czasowym w bloku 508 stacja bazowa 4 odbiera komunikat DRC. Jeżeli następny przedział czasowy jest dostępny dla transmisji danych, to w bloku 510 stacja bazowa 4 nadaje dane do stacji ruchomej 6 z żądaną prędkością transmisji. Stacja ruchoma w bloku 512 odbiera transmitowane dane. Jeżeli następny przedział czasowy jest dostępny, to w bloku 514 stacja bazowa 4 nadaje resztę, pakietu, a w bloku 516 stacja ruchoma 6 odbiera transmitowane dane.

Według niniejszego wynalazku, stacja ruchoma 6 może pozostawać w komunikacji równocześnie z jedną lub więcej ze stacji bazowych 4. Działania podejmowane przez stację ruchomą 6 zależą od tego, czy stacja ruchoma 6 jest w stanie płynnego przekazywania, czy nie. Poniżej omówiono oddzielnie te dwa przypadki.

III. Przypadek bez przekazywania

W przypadku bez przekazywania stacja ruchoma 6 komunikuje się z jedną stacją bazową 4. Jak to pokazano na fig. 2, dane przeznaczone dla konkretnej stacji ruchomej 6 podawane są do elementu sektorowego 14, który został przyporządkowany do sterowania łącznością z tą stacją ruchomą 6. Element wybierający 14 wysyła dane do kolejki 40 w stacji bazowej 4. Stacja bazowa 4 ustawia dane w kolejce i nadaje komunikat powiadamiający w kanale sterującym. Stacja bazowa 4 następnie monitoruje łącze zwrotne kanału DRC pod kątem komunikatów DRC ze stacji ruchomej 6. Jeżeli w kanale DRC nie zostaje wyryty sygnał, to stacja bazowa 4 może retransmitować komunikat powiadamiający aż do wykrycia komunikatu DRC. Po zadanej liczbie prób retransmisji stacja bazowa 4 może zakończyć proces lub dokonać reinicjalizacji połączenia ze stacją ruchomą 6.

W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 przekazuje żądaną prędkość transmisji, w postaci komunikatu DRC, do stacji bazowej 4 w kanale DRC. W innej odmianie wykonania, stacja ruchoma 6 nadaje wskaźnik jakości kanału łącza ekspedycyjnego (na przykład wartość C/I) do stacji bazowej 4. W przykładowej odmianie wykonania 3-bitowy komunikat DRC jest dekodowany z decyzjami tymczasowymi przez stację bazową 4. W przykładowej odmianie wykonania, komunikat DRC jest przekazywany w pierwszej połowie każdego przedziału czasowego. Stacja bazowa 4 wtedy ma pozostałą połowę przedziału czasowego na zdekodowanie komunikatu DRC i skonfigurowanie sprzętu do transmisji danych w następnym kolejnym przedziale czasowym, jeżeli ten przedział czasowy jest dostępny dla transmisji danych do tej stacji ruchomej 6. Jeżeli ten następny przedział czasowy nie jest dostępny, to stacja bazowa 4 czeka na następny dostępny przedział czasowy i nadal monitoruje kanał DRC w oczekiwaniu na nowe komunikaty DRC.

W pierwszej odmianie wykonania, stacja bazowa 4 nadaje żądaną prędkość transmisji. Ta odmiana wykonania przyznaje stacji ruchomej 6 ważną decyzję wyboru prędkości transmisji. Nadawanie z żądaną prędkością ma zawsze tę zaletę, że stacja ruchoma 6 wie, jakiej prędkości danych oczekiwać. Zatem stacja ruchoma 6 tylko demoduluje i dekoduje kanał trafiku zgodnie z żądną prędkością transmisji. Stacja bazowa 4 nie musi nadawać komunikatu do stacji ruchomej 6 wskazującego, która z prędkości transmisji jest wykorzystywana przez stację bazową 4.

W pierwszej odmianie wykonania, po odebraniu komunikatu powiadamiającego, stacja ruchoma 6 ma ciągły dostęp do demodulowania danych z żądaną prędkością transmisji. Stacja ruchoma 6 demoduluje ekspedycyjny kanał trafiku podaje tymczasowe symbole decyzyjne do dekodera. Dekoder dekoduje symbole i dokonuje sprawdzenia ramki w zdekodowanym pakiecie dla określenia, czy pakiet został odebrany poprawnie. Jeżeli pakiet został odebrany z błędem, lub jeżeli pakiet został skierowany do innej stacji ruchomej 6, to kontrola ramki powinna wskazać błąd pakietu. Alternatywnie w pierwszej odmianie wykonania, stacja ruchoma 6 demoduluje dane na zasadzie kolejnych przedziałów czasowych. W przykładowej odmianie wykonania, stacja ruchoma 6 jest w stanie określić, czy transmisja

PL 195 276 B1 z danymi jest skierowana do niej, na podstawie nagłówka, który wchodzi w skład każdego pakietu, jak to opisano poniżej. Zatem stacja ruchoma 6 może przerwać proces dekodowania, jeżeli nastąpi stwierdzenie, że transmisja skierowana jest do innej stacji ruchomej 6. W każdym przypadku, stacja ruchoma 6 nadaje potwierdzenie negatywne (NACK - negative acknowledgement) do stacji bazowej 4 dla potwierdzenia niepoprawności odbioru jednostek danych. Po odebraniu komunikatu NACK, jednostki danych odebrane błędnie są retransmitowane.

Transmisja komunikatów NACK może być zaimplementowana w sposób podobny do transmisji bitu wskaźnika błędu (EIB - error indicator bit) w systemie CDMA. Implementacja i stosowanie transmisji EIB opisano w patencie USA nr 5.568.483, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMITION (Sposób i urządzenie do formatowania danych do transmisji) należącym do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonym do niniejszego wynalazku. W odróżnieniu od tego NACK może być transmitowane za pomocą komunikatów.

W drugiej odmianie wykonania, prędkość transmisji jest wyznaczona przez stację bazową 4 za pomocą informacji wejściowej ze stacji ruchomej 6. Stacja ruchoma 6 dokonuje pomiaru C/I i przekazuje wskaźnik jakości łącza (na przykład wartość C/I) do stacji ruchomej 4. Stacja bazowa 4 może doregulowywać prędkość transmisji na podstawie zasobów dostępnych dla stacji bazowej 4, na przykład rozmiaru kolejki i dostępnej mocy nadawania. Dostrojona prędkość transmisji może być przekazana do stacji ruchomej 6 przed transmisją danych lub równocześnie z transmisją danych ze skorygowaną prędkością transmisji, lub też może być zakładana przy kodowaniu pakietów danych. W pierwszym przypadku, w którym stacja ruchoma 6 odbiera skorygowaną prędkość transmisji przed transmisją danych, stacja ruchoma 6 demoduluje i dekoduje odebrany pakiet danych w sposób opisany przy pierwszej odmianie wykonania. W drugim przypadku, w którym skorygowana prędkość transmisji zostaje przekazana do stacji ruchomej 6 równocześnie z transmisją danych, stacja ruchoma 6 może demodulować ekspedycyjny kanał trafiku i zapamiętywać zdemodulowane dane. Po odebraniu skorygowanej prędkości transmisji, stacja ruchoma 6 dekoduje dane zgodnie z tą skorygowaną prędkością danych. Natomiast w trzecim przypadku, kiedy skorygowana prędkość transmisji jest implikowana w kodowanych pakietach danych, stacja ruchoma 6 demoduluje i dekoduje z wszystkimi prawdopodobnymi prędkościami, i a posteriori wyznacza prędkość transmisji dla wydzielenia zdekodowanych danych. Sposób i urządzenie do realizacji wyznaczania prędkości transmisji opisano szczegółowo w zgłoszeniu patentowym USA nr 08/730.863 pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONS SYSTEM (Sposób i urządzenie do wyznaczania prędkości transmisji odebranych danych w systemie telekomunikacyjnym o zmiennej prędkości transmisji), złożonym 18 października 1996, i zgłoszeniu patentowym nr PA436 również pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE RATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONS SYSTEM (Sposób i urządzenie do wyznaczania prędkości transmisji odebranych danych w systemie telekomunikacyjnym o zmiennej prędkości transmisji), złożonym -, obydwóch należących do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku. We wszystkich opisanych powyżej przypadkach, stacja ruchoma 6 nadaje komunikat NACK w sposób opisany powyżej, jeżeli rezultat kontroli ramki jest negatywny.

Poniższe omówienie jest oparte, jeżeli nie stwierdzono inaczej, na pierwszej odmianie wykonania, w której stacja ruchoma 6 nadaje do stacji bazowej 4 komunikat DRC wskazujący żądaną prędkość transmisji. Jednakowoż, koncepcja innowacyjna opisana w niniejszym dokumencie może w równym stopniu nadawać się do zastosowania w drugiej odmianie wykonania, w której stacja ruchoma 6 nadaje do stacji bazowej 4 wskaźnik jakości łącza.

IV. Przypadek z przekazywaniem

W przypadku przekazywania, stacja ruchoma 6 komunikuje się z wieloma stacjami bazowymi 4 łączem zwrotnym. W przykładowej odmianie wykonania, transmisja danych łączem zwrotnym do konkretnej stacji ruchomej 6 odbywa się z jednej stacji bazowej 4. Jednakowoż stacja ruchoma 6 może równocześnie odbierać sygnały pilotowe z wielu stacji bazowych 4. Jeżeli wartość zmierzona C/I stacji bazowej 4 przewyższa pewien próg, to stacja bazowa 4 zostaje wprowadzona do aktywnego zespołu stacji ruchomej 6. Podczas komunikatu kierunku płynnego przekazania, nowa stacja bazowa 4 przyporządkowuje stację ruchomą 6 do kanału Walsha zwrotnego sterowania mocą (RPC - reverse power control), który opisano poniżej. Każda stacja bazowa 4 w płynnym przekazywaniu stacji ruchomej 6 monitoruje transmisje łącza zwrotnego i wysyła bit RPC w swoich odpowiednich kanałach RPC Walsha.

PL 195 276 B1

Na fig. 2 element wybierający 14 przyporządkowany do sterowania łącznością ze stacją ruchomą 6 przekazuje dane do wszystkich stacji bazowych 4 w aktywnym zestawie stacji ruchomej 6. Wszystkie stacje bazowe 4, które odbierają dane od elementu wybierającego 14 w odpowiednich kanałach sterujących nadają komunikat powiadamiający do stacji ruchomej 6. Kiedy stacja ruchoma 6 jest w stanie połączenia, stacja ruchoma 6 wykonuje dwie funkcje. Po pierwsze, stacja ruchoma 6 na podstawie zestawu parametrów, którym może by najlepsza wartość C/I wybiera najlepszą stacją bazową 4. Stacja ruchoma 6 wtedy wybiera prędkość transmisji odpowiadającą wartości C/I i nadaje komunikat DRC do wybranej stacji bazowej 4. Stacja ruchoma 6 może kierować komunikat DRC do konkretnej stacji bazowej 4, przez zasłonięcie komunikatu DRC powłoką Walsha przyporządkowaną do tej konkretnej stacji bazowej 4. Po drugie, stacja ruchoma 6 próbuje demodulować sygnał łącza ekspedycyjnego odpowiednio do żądanej prędkości transmisji w każdym kolejnym przedziale czasowym.

Po nadaniu komunikatów powiadamiających, wszystkie stacje bazowe 4 w zespole aktywnym monitorują kanał DRC na obecność komunikatu DRC ze stacji ruchomej 6. I tym razem, ponieważ komunikat DRC jest zasłonięty kodem Walsha, to wybrana stacja bazowa 4 przydzielona z identyczną powłoką Walsha jest w stanie odsłonić komunikat DRC. Po odebraniu komunikatu DRC, wybrana stacja bazowa 4 nadaje dane do stacji ruchomej 6 w następnych osiągalnych przedziałach czasowych.

W przykładowej odmianie wykonania, stacja bazowa 4 nadaje dane w pakietach zawierających wiele jednostek danych z żądaną prędkością transmisji do stacji ruchomej 6. Jeżeli jednostki danych nie zostały odebrane poprawnie przez stację ruchomą 6, to nadany zostaje komunikat NACK w kanałach zwrotnych do wszystkich stacji bazowych 4 w zespole aktywnym. W przykładowej odmianie wykonania komunikat NACK jest demodulowany i dekodowany przez stacje bazowe 4 i przekazywany do elementu wybierającego 14 w celu przetwarzania. Po przetworzeniu komunikatu NACK, jednostki danych są retransmitowane z użyciem procedury opisanej powyżej. W przykładowej odmianie wykonania element wybierający 14 łączy sygnały NACK otrzymane od wszystkich stacji bazowych 4 w jeden komunikat NACK i wysyła komunikat NACK do wszystkich stacji bazowych 4 w zespole aktywnym.

W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 może wykrywać zmiany w najlepszych wartościach zmierzonych C/I i dynamicznie żądać nadawania danych z różnych stacji bazowych 4 w każdy przedziale czasowym dla poprawienia sprawności. W przykładowej odmianie wykonania, ponieważ nadawanie danych odbywa się z tylko jednej stacji bazowej, inne stacje bazowe 4 w zestawie aktywnym mogą nie być poinformowane, które jednostki danych, jeżeli w ogóle, zostały nadane do stacji ruchomej 6. W przykładowej odmianie wykonania nadająca stacja bazowa 4 informuje element wybierający 14 o transmisji danych. Element wybierający 14 następnie nadaje komunikat do wszystkich stacji bazowych 4 w zestawie aktywnym. W przykładowej odmianie wykonania, zakłada się, że nadawane dane zostały przez stacją ruchomą 6 odebrane poprawnie. Zatem, jeżeli stacja ruchoma 6 żąda transmisji danych z innej stacji bazowej 4 w zestawie aktywnym, to nowa stacja bazowa 4 nadaje pozostałe jednostki danych. W przykładowej odmianie wykonania nowa stacja bazowa 4 nadaje zgodnie z uaktualnieniem ostatniej transmisji z elementu wybierającego 14. W odróżnieniu od tego nowa stacja bazowa 4 wybiera następne jednostki danych do nadawania z użyciem metod predykcyjnych opartych na parametrach, jak na przykład średniej prędkości transmisji i poprzednich uaktualnieniach z elementu wybierającego 14. Mechanizmy te minimalizują podwójne retransmisje tych samych jednostek danych przez wiele stacji ruchomych 4 w różnych przedziałach czasowych, czego wynikiem są straty efektywności. Jeżeli poprzednia transmisja została odebrana z błędem, to stacje bazowe 4 mogą retransmitować te jednostki danych poza kolejnością, ponieważ każda jednostka danych jest zidentyfikowana niepowtarzalnym numerem porządkowym, jak to opisano poniżej. W przykładowej odmianie wykonania, jeżeli powstaje wyrwa (czyli nietransmitowanie jednostek danych, na przykład w wyniku przekazania między jedną stacją bazową 4 a drugą stacją bazową 4), to brakujące jednostki danych uważa się za odebrane błędnie. Stacja ruchoma 6 nadaje komunikaty NACK odpowiadające brakującym jednostkom danych, i te jednostki są retransmitowane.

W przykładowej odmianie wykonania, każda stacja bazowa 4 w zestawie aktywnym utrzymuje niezależną kolejkę 40 danych, która zawiera dane do wysłania do stacji ruchomej 6. Wybrana stacja bazowa 4 nadaje dane istniejące w jej kolejce 40 sekwencyjnie, z wyjątkiem retransmisji jednostek danych odebranych błędnie i komunikatów sygnalizacyjnych. W przykładowej odmianie wykonania, nadawane jednostki danych są usuwane z kolejki 40 po nadaniu.

PL 195 276 B1

V. Inne aspekty transmisji dacyjnego łącza ekspedycyjnego

Ważnym względem w systemie teledacyjnym według niniejszego wynalazku jest dokładność oszacowania C/I dla wyboru prędkości transmisji dla transmisji przyszłych. W przykładowej odmianie wykonania, pomiary wartości C/I wykonywane są na sygnałach pilotowych podczas okresów czasu, kiedy stacje bazowe 4 nadają sygnały pilotowe. W przykładowej odmianie wykonania, ponieważ w okresie tego okresu pilota nadawany jest tylko jeden sygnał pilotowy, to oddziaływanie wielodrogowości i inteferencji jest minimalne.

W innych implementacjach według niniejszego wynalazku, w których sygnały pilotowe są nadawane ciągle w kanale kodu ortogonalnego, podobnego do odpowiedniego kanału w systemach IS-95, oddziaływanie wielodrogowości i interferencji może spowodować zniekształcenie wyników pomiarów C/I. Podobnie, przy realizacji pomiaru C/I na transmisjach danych zamiast na sygnałach pilotowych oddziaływanie wielodrogowości i inteferencji może również degradację wyników C/I. W obu z tych przypadków, kiedy jedna stacja bazowa 4 nadaje do jednej stacji ruchomej 6 istnieje możliwość dokładnego pomierzenia C/I sygnału łącza ekspedycyjnego, ponieważ nie występują sygnały interferujące. Natomiast, kiedy stacja ruchoma 6 jest w trybie płynnego przekazywania i dobiera sygnały pilotowe z wielu stacji bazowych 4, to stacja ruchoma 6 nie jest w stanie rozróżniać, czy stacje bazowe 4 transmitowały dane. W sytuacji najgorszego przypadku stacja ruchoma 6 może zmierzyć wysoką wartość C/I w pierwszym przedziale czasowym, kiedy żadna ze stacji bazowych 4 nie transmitowała danych do jakiejkolwiek stacji ruchomej 6, i odebrać nadawane dane w przedziale za drugim razem, kiedy wszystkie stacje bazowe 4 nadają dane w tym samym przedziale czasowym. Pomiar C/I w pierwszym przedziale czasowym, kiedy wszystkie stacje bazowe 4 są nieaktywne, daje fałszywy wskaźnik jakości sygnału łącza ekspedycyjnego w drugim przedziale czasowym ponieważ zmienił się stan systemu teledacyjnego. W praktyce, rzeczywista wartość C/I w drugim przedziale czasowym może ulec degradacji do punktu, w którym niezawodne dekodowanie z żądaną prędkością transmisji nie jest możliwe.

Przeciwna skrajna sytuacja występuje, kiedy oszacowanie C/I przez stację ruchomą 6 oparte jest na interferencji maksymalnej. Jednakowoż, rzeczywista transmisja odbywa się kiedy nadaje tylko wybrana stacja bazowa. W tym przypadku, oszacowanie C/I i wybrana prędkość transmisji są zachowane i transmisja odbywa się z prędkością mniejszą, od tej, która mogłaby być dekodowana niezawodnie, co zmniejsza sprawność transmisji.

W odmianie wykonania, w której pomiar C/I wykonywany jest na ciągłym sygnale pilotowym lub na sygnale roboczym, można dokonać bardziej dokładnej predykcji wartości C/I w drugim przedziale czasowym, na podstawie pomiaru C/I w pierwszym przedziale czasowym w trzech odmianach wykonania. W pierwszej odmianie wykonania, sterowane są transmisje danych stacji bazowych 4, tak że stacje bazowe 4 nie są ustawicznie przełączane między stanami nadawania i braku aktywności w kolejnych przedziałach czasowych. Można to osiągnąć przez kolejkowanie dostatecznej ilości danych (na przykład zadanej liczby bitów informacyjnych) przed rzeczywistym nadawaniem do stacji ruchomych 6.

W drugiej odmianie wykonania, każda stacja bazowa 4 nadaje pewien bit aktywności ekspedycyjnej (poniżej zwany bitem FAC - forward activity bit), który wskazuje, czy w następnej połowie ramki wystąpi transmisja. Wykorzystanie bitu FAC opisano szczegółowo poniżej. Stacja ruchoma 6 dokonuje pomiaru C/I z uwzględnieniem odebranego bitu FAC z każdej stacji bazowej 4.

W trzeciej odmianie wykonania, która odpowiada metodzie postępowania, w której do stacji bazowej l nadaje się pewien wskaźnik jakości łącza, i w której stosuje się centralną metodę szeregowania, powoduje się, że staje się dostępna informacja szeregująca, wskazująca która z danych transmitowanych ze stacji bazowych 4 w każdym przedziale czasowym jest dostępna dla kanałowego bloku szeregującego 48. Kanałowy blok szeregujący 48 odbiera wartości zmierzone C/I ze stacji ruchomych 6 może skorygować wartości C/I na podstawie swojej wiedzy i obecności lub nieobecności transmisji danych z każdej stacji bazowej 4 w systemie teledacyjnym. Na przykład stacja ruchoma 6 może mierzyć wartość C/I w pierwszym przedziale czasowym, kiedy nie nadaje żadna z sąsiednich stacji bazowych 4. Zmierzona wartość C/I zostaje podana do kanałowego bloku szeregującego 48. Kanałowy blok szeregujący 48 wie, że żadna z sąsiednich stacji bazowych 4 nie nadawała danych w pierwszym przedziale czasowym, ponieważ kanałowy blok szeregujący 48 nie wstawiał żadnej z nich w bieżący harmonogram. Przy szeregowaniu transmisji danych w drugim przedziale czasowym, kanałowy blok szeregujący 48 dwie, czy jedna lub więcej z sąsiednich stacji bazowych 4 będzie nadawała dane. Kanałowy blok szeregujący 48 może korygować wartość C/I zmierzoną w pierwszym przedziale cza16

PL 195 276 B1 sowym w celu uwzględnienia dodatkowego zakłócenia, które wystąpi w stacji ruchomej 6 z powodu transmisji danych z sąsiednich stacji bazowych 4. W odróżnieniu od tego, jeżeli C/I jest zmierzone w pierwszym przedziale czasowym, kiedy sąsiednie stacje bazowe 4 nadają, a w drugim przedziale czasowym nie nadają, kanałowy blok szeregujący 48 może skorygować wartość C/I dla uwzględnienia tej informacji dodatkowej.

Innym ważnym względem jest minimalizacja nadmiarowych retransmisji. Nadmiarowe retransmisje mogą wynikać z możliwości wybrania przez stację ruchomą 6 transmisji danych z różnych stacji bazowych 4 w kolejnych przedziałach czasowych. Pomiar najlepszej wartości C/I może być przełączany ustawicznie między dwiema lub więcej stacjami bazowymi 4 w kolejnych przedziałach czasowych, jeżeli stacja ruchoma 6 zmierzyła wartość C/I, w przybliżeniu jednakową dla tych trzech stacji bazowych 4. Zmiany ustawiczne mogą wynikać z odchyleń w pomiarach C/I i/lub zmian w stanie kanału. Transmisja danych przez różne stacje bazowe 4 w kolejnych przedziałach czasowych może spowodować utratę sprawności.

Problem naprzemiennych zmian może być rozwiązany przez zastosowanie histerezy. Histerezę można zaimplementować z metodą poziomu sygnału, metodą taktowania lub za pomocą połączenia metod poziomu sygnału i taktowania. W przykładowej metodzie poziomu sygnału, lepszy wynik pomiaru C/I otrzymany dla innej stacji bazowej 4 w zestawie aktywnym nie jest wybierany, dopóki nie przekroczy wyniku pomiaru C/I aktualnie nadającej stacji bazowej 4 o przynajmniej wartość histerezy. Dla przykładu załóżmy, że histereza wynosi 1,0 dB, wartość C/I pierwszej stacji bazowej 4 wynosi 1,5 dB, a wartość C/I drugiej stacji bazowej 4, wynosi 3,0 dB. W następnym przedziale czasowym, druga stacja bazowa 4 nie zostanie wybrana, dopóki wynik pomiaru C/I nie będzie o przynajmniej 1,0 większy od wyniku dla pierwszej stacji bazowej 4. Zatem, jeżeli wartość C/I pierwszej stacji bazowej 4 wynosi nadal 3,5 dB w następnym przedziale czasowym, to druga stacja bazowa 4 nie zostaje wybrana, dopóki jej wynik C/I nie wyniesie przynajmniej 4,5 dB.

W przykładowej metodzie z taktowaniem, stacja bazowa 4 nadaje pakiety danych do stacji ruchomej 6 w ciągu zadanej liczby przedziałów czasowych. Stacja ruchoma 6 nie może wybrać innej nadającej stacji bazowej 4 w ciągu zadanej liczby przedziałów czasowych. Stacja ruchoma 6 nadal mierzy C/I aktualnie nadającej stacji bazowej 4 w każdym przedziale czasowym i wybiera prędkość transmisji odpowiednio do wartości C/I.

Jeszcze innym ważnym względem jest sprawność transmisji danych. Jak to przedstawiono na fig. 4E i 4F, każdy format 410 i 430 pakietu danych zawiera dane i bity dodatkowe. W przykładowej odmianie wykonania liczba bitów dodatkowych jest ustalona dla wszystkich prędkości transmisji. Przy najwyższej prędkości transmisji procent nadwyżki jest niewielki w stosunku do rozmiaru pakietu, i sprawność jest wysoka. Przy mniejszych prędkościach transmisji, bity nadwyżkowe mogą stanowić większy procent pakietu. Niedostateczną sprawność przy małych prędkościach transmisji można poprawić przez nadawanie do stacji ruchomej 6 pakietów danych o zmiennej długości. Pakiety danych o zmiennej długości mogą być dzielone i nadawane do stacji ruchomej 6 w wielu przedziałach czasowych. Korzystne jest, jeśli pakiety o zmiennej długości są transmitowane do stacji ruchomej 6 w kolejnych przedziałach czasowych, dla uproszczenia przetwarzania. Niniejszy wynalazek jest ukierunkowany na stosowanie różnych rozmiarów pakietów przy różnych obsługiwanych prędkościach transmisji, dla poprawienia ogólnej sprawności transmisji.

VI. Struktura łącza ekspedycyjnego

W przykładowej odmianie wykonania, stacja bazowa 4 nadaje z maksymalną mocą dostępną dla stacji bazowej 4 i z maksymalną prędkością transmisji obsługiwaną przez system teledacyjny, do stacji ruchomej 6 w dowolnym przedziale czasowym. Maksymalna prędkość transmisji, która może być obsługiwania zmienia się dynamicznie i zależy od wartości C/I sygnału łącza ekspedycyjnego, zmierzonej przez stację ruchomą 6. Korzystne jest, jeśli stacja bazowa 4 nadaje do tylko jednej stacji ruchomej 6 w danym przedziale czasowym.

Dla ułatwienia transmisji danych, łącze ekspedycyjne wyposażone jest w kanały multipleksowane poczwórnie: kanał pilota, kanał sterowania mocą, kanał sterujący i kanał trafiku. Poniżej opisano działanie i implementację każdego z tych kanałów. W przykładowej odmianie wykonania, każdy z kanałów, trafiku i sterowania mocą, zawiera pewną liczbę ortogonalnie rozmieszczonych kanałów Walsha. Według niniejszego wynalazku, kanał trafiku jest wykorzystywany do nadawania danych eksploatacyjnych i komunikatów powiadamiających do stacji ruchomych 6. Przy wykorzystaniu do nadawania komunikatów powiadamiających, kanał trafiku w niniejszym opisie nazywany jest kanałem sterującym.

PL 195 276 B1

W przykładowej odmianie wykonania szerokość pasma łącza ekspedycyjnego dobrana jest tak, że wynosi 1,2288 MHz. Taki dobór szerokości pasma umożliwia wykorzystanie istniejących składników sprzętowych opracowywanych dla systemu CDMA, który jest zgodny ze standardem IS-95. Jednakowoż, system teledacyjny według niniejszego wynalazku można zastosować do wykorzystania z różnymi wartościami szerokości pasma dla poprawienia przepustowości i/lub przy zgodności z wymaganiami systemowymi. Na przykład szerokość pasma wynosząca 5 MHz może być stosowana dla zwiększenia przepustowości. Ponadto, wartości szerokości pasma łącza ekspedycyjnego i łącza zwrotnego mogą się różnić (na przykład szerokość pasma 5 MHz w łączu ekspedycyjnym a 1,2288 MHz w łączu zwrotnym) dla dokładniejszego dopasowania przepustowości łącza do wymagań.

W przykładowej odmianie wykonania, kody krótkie, PNi i PNq są kodami PN o tej samej długości 2¹⁵, co wyznaczona przez standard IS-95. Przy prędkości struktury scalonej 1,2288 MHz krótkie sekwencje PN powtarzają się co 26,67 ms {26,67 ms = 2¹⁵ /1,2288x10®}. W przykładowej odmianie wykonania te same kody krótkie PN wykorzystywane są przez wszystkie stacje bazowe 4 w całym systemie teledacyjnym. Jednakowoż każda stacja bazowa 4 jest identyfikowana za pomocą niepowtarzalnego przesunięcia podstawowych sekwencji PN. W przykładowej odmianie wykonania przesunięcie zmienia się przyrostami po 64 struktury. W zakresie wynalazku jest również stosowanie innych wartości szerokości pasma i kodów PN.

VII. Kanał trafiku łącza ekspedycyjnego

Na fig. 3A przedstawiono strukturę łącza ekspedycyjnego według niniejszego wynalazku. Dane są dzielone na pakiety i podawane do kodera CRC 112. Dla każdego pakietu danych koder CRC 112 generuje bity kontroli ramki (to znaczy bity parzystości CRC) i wstawia bity końcowe. Sformatowany pakiet z kodera CRC 112 zawiera dane, bity kontroli ramki i bity końcowe, oraz inne bity dodatkowe, które opisano poniżej. Sformatowany pakiet podawany jest do kodera 114, który w przykładowej odmianie wykonania, koduje pakiet zgodnie z formatem kodowania opisanym we wspomnianym powyżej zgłoszeniu patentowym USA nr koi. 08/743.688. Możliwe jest również, i mieści się w zakresie niniejszego wynalazku, wykorzystywanie innych formatów kodowania. Zakodowany pakiet z kodera 114 podawany jest do bloku przeplotu 116, który przestawia symbole kodowe w pakiecie. Pakiet z przeplotem podawany jest do elementu punkturowego 118 ramki, który usuwa pewną część pakietu, w sposób opisany poniżej. Pakiet z punkturą podawany jest do multiplikatora 120, który szyfruje dane sekwencją szyfrującą z szyfratora 122. Element punkturowy 118 i szyfrator 122 opisano szczegółowo poniżej. Wyjście z multiplikatora 120 stanowi zaszyfrowany pakiet.

Zaszyfrowany pakiet podawany jest do sterownika 130 zmiennej prędkości transmisji, który demultipleksuje ten pakiet na K równoległych kanałów współfazowych i kwadraturowych, przy czym K jest niezależne od prędkości transmisji. W przykładowej odmianie wykonania szyfrowany pakiet jest najpierw demultipleksowany na kanały współfazowe (I) i kwadraturowe (Q). W przykładowej odmianie wykonania strumień I zawiera symbole z indeksami parzystymi, a strumień Q zawiera symbol z indeksem nieparzystym. Każdy strumień jest ponadto demultipleksowany na K równoległych kanałów, tak że prędkość transmisji symboli w każdym kanale jest ustalona dla wszystkich prędkości transmisji. Tych K kanałów każdego strumienia jest podawanych do elementu zasłaniającego 132 Walsha, który zasłania każdy kanał pewną funkcją Walsha tworząc kanały ortogonalne. Dane kanału ortogonalnego są podawane do elementu wzmacniającego 134, który skaluje dane dla zachowania stałej ogólnej energii na strukturę (a zatem i stałej mocy wyjściowej) dla wszystkich prędkości transmisji. Skalowane dane z elementu wzmacniającego 134 podawane są do multipleksera (MUX) 160, który multipleksuje dane z nagłówkiem. Nagłówek omówiono szczegółowo poniżej Sygnał z wyjścia MUX 160 podawany jest do multipleksera (MUX) 162, który multipleksuje dane ruchowe, bity sterowania mocy i dane pilotowe. Wyjście MUX 162 stanowią kanały Walsha I i kanały Q Walsha.

Na fig. 3B przedstawiono schemat blokowy przykładowego modulatora wykorzystywanego do modulacji danych. Kanały Walsha I i kanały Walsha Q doprowadzone są do sumatorów, odpowiednio 212a i 212b, które sumują K kanałów Walsha dając sygnały, odpowiednio I_Sy_m i Q_SL1m. Sygnały L_Sy_m i Q_Sum są doprowadzane do multiplikatora 214 liczb zespolonych. Multiplikator 214 liczb zespolonych otrzymuje również sygnały PN_I i PN_Q z multiplikatorów, odpowiednio 236a i 236b, i mnoży te dwie zespolone wprowadzane wartości zgodnie z poniższym równaniem:

(Imult + jQmult) - (Isum+JQsum)*(PN_l + jPN_Q)= (Isum*PN_I-Q_Sum*PN_Q) +j (I_Sum*PN_Q) +j (I_Sum*PN_Q+Q_Sum*PN_1), (2)

PL 195 276 B1 gdzie I_muft i Qmuit są to wartości wyjściowe z multiplikatora 214 liczb zespolonych a j jest reprezentacją części urojonej. Sygnały Imult i Qmult podawane są do filtrów, odpowiednio 216a i 216b, które filtrują te sygnały. Przefiltrowane sygnały z filtrów 216a i 216b są podawane do multiplikatorów, odpowiednio 218a i 218b, które mnożą sygnały, odpowiednio, z sinusoidą współfazową COS(w_ct) i sinusoidą w kwadraturze SIN(wct). Sygnały modulowane I i Q podawane są do sumatora 220, który sumuje te sygnały dając wyjściowy przebieg modulowany S(t).

W przykładowej odmianie wykonania pakiet danych jest rozproszony za pomocą kodu długiego PN i kodów krótkich PN. Długi kod PN szyfruje pakiet tak, że tylko stacja ruchoma 6, dla której pakiet jest przeznaczony, jest w stanie go odszyfrować. W przykładowej odmianie wykonania, pilot i bity sterowania mocy oraz pakiet kanału sterującego są rozproszone kodami krótkimi PN, a nie kodem długim PN, dla umożliwienia wszystkim stacjom ruchomym 6 odbioru tych bitów. Długa sekwencja PN generowana jest przez generator 232 kodu długiego i podawany jest do multipleksera (MUX) 234. Długa maska PN wyznacza przesunięcie długiej sekwencji PN i jest jednoznacznie przyporządkowana stacji ruchomej 6 przeznaczenia. Na wyjściu multipleksera MUX 234 podczas części dacyjnej transmisji występuje długa sekwencja PN, w innych przypadkach zero (na przykład podczas części pilotowej i sterowania mocy). Bramkowana długa sekwencja PN z multipleksera MUX 234, i krótkie sekwencje PNi oraz PNq z generatora 238 krótkiego kodu, podawane są do multiplikatorów, odpowiednio 236a i 236b, które mnożą te dwa zbiory sekwencji tworząc sygnały, odpowiednio PN_I i PN_Q. Sygnały PN_I i PN_Q są doprowadzane do multiplikatora 214 wartości zespolonych.

Schemat blokowy przykładowego kanału trafiku, przedstawiony na fig. 3A i 3B przedstawia jedną z licznych struktur obsługujących kodowanie danych i modulację w łączu ekspedycyjnym. W zakresie wynalazku mieszczą się również inne struktury, jak na przykład struktura kanału ruchowego łącza ekspedycyjnego w systemie CDMA.

W przykładowej odmianie wykonania prędkości danych obsługiwane przez stacje bazowe 4 są wyznaczone i każdej obsługiwanej prędkości danych przyporządkowany jest pewien niepowtarzalny indeks prędkości transmisji. Stacja ruchoma 6 wybiera jedną z obsługiwanych prędkości transmisji na podstawie zmierzonej wartości C/I. Ponieważ żądana prędkość transmisji musi zostać nadana do stacji bazowej 4 dla polecenia stacji bazowej 4 nadawania danych z żądną prędkością transmisji, to odbywa się uzgodnienie liczby obsługiwanych prędkości transmisji i liczby bitów potrzebnych do identyfikowania żądane prędkości transmisji. W przykładowej odmianie wykonania, liczba obsługiwanych prędkości transmisji wynosi siedem, i do identyfikacji żądanej prędkości transmisji wykorzystywany jest 3-bitowy indeks prędkości między. Przykładowe określenie obsługiwanych prędkości transmisji przedstawiono w tabeli 1. Możliwe do pomyślenia są różne sposoby określania obsługiwanych prędkości transmisji, i mieszczą się one w zakresie niniejszego wynalazku.

W przykładowej odmianie wykonania, minimalna prędkość transmisji wynosi 38,4 kb/s a prędkość maksymalna wynosi 1,4576 Mb/s. Minimalną prędkość transmisji wybiera się metodą najgorszego przypadku na podstawie zmierzonych wartości C/I w systemie, natężenia przetwarzania w systemie, struktury kodów korekcji błędów i pożądanego poziomu wydajności. W przykładowej odmianie wykonania obsługiwane prędkości transmisji są wybrane tak, że różnica między kolejnymi obsługiwanymi prędkościami transmisji wynosi 3 dB. Skok 3 dB stanowi kompromis kilku czynników, które obejmują dokładność pomiaru C/I osiągalną w stacji ruchomej 6, straty (lub małą sprawność) wynikające z kwantyzacji prędkości transmisji na podstawie wartości C/I, i liczba bitów (lub prędkość transmisji) potrzebnych do nadania żądanej prędkości transmisji ze stacji ruchomej 6 do stacji bazowej 4. Większa liczba obsługiwanych prędkości transmisji wymaga większej liczby bitów do identyfikacji żądanej prędkości transmisji lecz umożliwia sprawniejsze wykorzystanie łącza ekspedycyjnego z powodu mniejszego błędu kwantyzacyjnego między obliczoną maksymalną prędkością danych a prędkością obsługiwaną. Niniejszy wynalazek jest ukierunkowany na wykorzystanie pewnej liczby obsługiwanych prędkości transmisji danych i prędkości danych innych, niż wymienione w tabeli 1.

PL 195 276 B1

T a b e l a 1 - Parametry kanału trafiku

Parametr	Prędkości danych	Jednostki
	38,4	76,8	153,6	307,2	614,4	1228,8	2457,6	kb/s
Bitów danych/pakiet	1024	1024	1024	1024	1024	2048	2048	b
Długość pakietu	26,67	13,33	6,67	3,33	1,67	1,67	0,83	ms
Przedziałów/pakiet	16	8	4	2	1	1	0,5	przędz.
Pakietów/transmisję	1	1	1	1	1	1	2	ks/s
Przedziałów/trans- misję	16	8	4	2	1	1	1	kanałów
Prędkość Walsha symboli	153,6	307,2	614,4	1228,8	2457,6	2457,6	4915,2	ks/s
Kanałów Walsha/fazę QPSK	1	2	4	8	16	16	16	kanałów
Prędkość modulatora	76,8	76,8	76,8	76,8	76,8	76,8	76,81	str./b
Struktur PN/bit danych	32	16	8	4	2	1	0,5	ks/s
Prędkość struktury PN	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	kstr/s
Format modulacji	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	OAM1
Wskaźnik prędkości	0	1	2	3	4	5	6

Uwaga: (1) modulacja QAM-16

Na fig. 4A przedstawiono schemat przykładowej struktury łącza ekspedycyjnego. Transmisja kanału ruchowego podzielona jest na ramki, które w przykładowej odmianie wykonania są określone jako długość krótkich sekwencji PN, czyli 26,67. Każda ramka może przenosić informacje kanału sterującego adresowane do wszystkich stacji ruchomych 6 (ramka kanału sterującego), dane ruchowe adresowane do konkretnej stacji ruchomej 6 (ramka ruchowa), lub mogą być puste (ramka nieaktywna). Zawartość każdej ramki jest określona przez szeregowanie realizowane przez nadającą stację bazową 4. W przykładowej odmianie wykonania, każda ramka zawiera q6 przedziałów czasowych, przy czym każdy przedział czasowy na czas trwania 1,667 ms. Przedział czasu 1,667 jest odpowiedni dla do umożliwienia stacji ruchomej 6 realizacji pomiaru C/I sygnału łącza ekspedycyjnego. Przedział czasowy 1,667 ms reprezentuje również dostateczną ilość czasu do skutecznej transmisji danych pakietu. W przykładowej odmianie wykonania, każdy przedział czasowy jest dodatkowo podzielony na cztery ćwierćprzedziały.

Według niniejszego wynalazku każdy pakiet danych jest nadawany w ciągu jednego lub wielu przedziałów czasowych, co przedstawiono w tabeli 1. W przykładowej odmianie wykonania każdy pakiet danych łącza ekspedycyjnego zawiera 1024 lub 2048 bitów. Tak więc liczba przedziałów czasowych koniecznych do transmisji każdego pakietu danych zależy od prędkości transmisji danych i sięga od 16 przedziałów czasowych w przypadku prędkości 38,4 kb/s do 1 przedziału czasowego dla prędkości 1,2288 Mb/s lub większej.

Na fig. 4B przedstawiono przykładowy schemat struktury przedziału czasowego łącza ekspedycyjnego. W przykładowej odmianie wykonania każdy przedział czasowy zawiera trzy z czterech kanałów z multipleksem czasowym, kanał sterowania, kanał pilota, i kanał sterowania mocą. W przykładowej odmianie wykonania kanały pilota i regulacji mocy są transmitowane w dwóch seriach pilota i ste20

PL 195 276 B1 rowania mocy, które są ulokowane na tych samych pozycjach w każdym przedziale. Serie pilota i sterowania mocą, opisano szczegółowo poniżej.

W przykładowej odmianie wykonania, pakiet przepleciony z bloku 116 przeplotu jest punkturowany, dla pomieszczenia serii pilota i sterowania mocą. W przykładowej odmianie wykonania, każdy przepleciony pakiet zawiera 4096 symboli kodowych, a pierwszych 512 kodów jest punkturowanych, co pokazano na fig. 4D. Pozostałe symbole kodowe przemieszczono w czasie dla dopasowania do interwałów transmisyjnych kanału trafiku.

Punkturowane symbole kodowe są szyfrowane dla randomizacji danych przez nałożeniem powłoki ortogonalnej Walsha. Randomizacja ogranicza wartość współczynnika obwiedni, wartości szczytowej do średniej, zmodulowanego przebiegu S(t). Sekwencja szyfrująca może być generowana z liniowym rejestrem przesuwającym sprzężenia zwrotnego, w sposób znany. W przykładowej odmianie wykonania, szyfrator 122 na początku każdego przedziału ładowany jest stanem LC. W przykładowej odmianie wykonania zegar szyfratora 122 jest synchroniczny z zegarem bloku 116 przeplotu, lecz jest zatrzymywany podczas serii pilota i sterowania mocą.

W przykładowej odmianie wykonania kanały ekspedycyjne Walsha (dla kanału ruchowego i kanału sterowania mocą) są rozproszone ortogonalnie z 16-bitowymi powłokami Walsha ze stałą prędkością struktury wynoszącą 1,2288 Mstr./s. Liczba równoległych kanałów ortogonalnych K przypadających na sygnał współfazowy i kwadraturowy jest funkcją prędkości transmisji, jak to pokazano w tabeli 1. W przykładowej odmianie wykonania, w przypadku mniejszych prędkości transmisji danych, powłoki Walsha, współfazowe i kwadraturowe, są dobrane tak aby były ortogonalne, dla stłumienia przesłuchu do modulatora błędów estymacji fazy. Na przykład w przypadku 16 kanałów Walsha przykładowym przyporządkowaniem Walsha jest W0 do W7 w przypadku sygnału współfazowego i W₈ do W₁₅ dla sygnału kwadraturowego.

W przykładowej odmianie wykonania stosuje się modulację QPSK dla prędkości 1,2288 i mniejszych. W przypadku modulacji QPSK, każdy kanał Walsha zawiera jeden bit. W przykładowej odmianie wykonania, przy najwyższej prędkości transmisji wynoszącej 2,4576 Mb/s stosuje się QAM-16 a zaszyfrowane dane są demultipleksowane na 32 kanały równoległe o szerokości po 2 bity, 16 równoległych strumieni dla sygnału współfazowego i 16 strumieni równoległych dla sygnału kwadraturowego. W przykładowej odmianie wykonania LSB każdego symbolu dwubitowego jest symbolem wcześniej wyprowadzanym z bloku 116 przeplotu. W przykładowej odmianie wykonania, wartości wejściowe (0, 1, 3, 2) modulacji odwzorowują wartości modulacyjne, odpowiednio (+3, +1, -1, -3). Możliwe do pomyślenia, jest stosowanie innych zasad modulacji, jak na przykład m-krotne kluczowanie fazy PSK, które wchodzą w zakres niniejszego wynalazku.

Kanały Walsha, współfazowe i kwadraturowe, skalowane są przed modulacją dla zachowania stałej ogólnej mocy nadawania, która jest niezależna od prędkości transmisji danych. Nastawy wzmocnienia są normalizowane do odniesienia jednostkowego równoważnego niemodulowanemu BPSK. Znormalizowane wzmocnienia kanałowe G w funkcji liczby kanałów Walsha (czyli prędkości transmisji) przedstawiono w tabeli 2. W tabeli 2 wyszczególniono również średnią moc na kanał Walsha (współfazowy i kwadraturowy), tak że ogólna moc znormalizowana jest równa jedności. Należy zauważyć, że wzmocnienie kanałowe dla QAM-16 obliczone jest dla okoliczności, że znormalizowana energia na strukturę Walsha wynosi 1 dla QPSK i 5 dla QAM-16.

T a b e l a 2 - Eksploatacyjne wartości wzmocnienia kanałowego kanału ortogonalnego

	Czas trwania punktury
Prędkość danych (kb/s)	Liczba K kanałów Walsha	Modulacja	Wzmocnienie G kanału Walsha	Średnia moc Pk na kanał
1	2	3	4	5
38,4	1	QPSK	1/v2	1/2
67,8	2	QPSK	1/2	1/4
153,6	4	QPSK	1/2v2	1/8

PL 195 276 B1

c.d. tabeli 2

1	2	3	4	5
307,2	8	QPSK	1/4	1/16
614,4	16	QPSK	1/4v2	1/32
1228,8	16	QPSK	1/4v2	1/32
2457,6	16	QAM-16	1/2v10	1/32

Według niniejszego wynalazku w każdą ramkę ruchową w postaci punktury wprowadzany jest nagłówek dla ułatwienia stacji ruchomej 6 synchronizowania się z pierwszym przedziałem każdej transmisji o zmiennej prędkości. W przykładowej odmianie wykonania, nagłówek stanowi sekwencję złożoną z samych zer, która w przypadku ramki ruchowej, jest rozproszona za pomocą długiego kodu PN, lecz w przypadku ramki kanału sterującego, nie jest rozproszona za pomocą długiego kodu PN. W przykładowej odmianie wykonania, nagłówek stanowi niemodulowany przebieg BPSK, który rozproszony jest ortogonalnie za pomocą powłoki Walsha W₁. Zastosowanie pojedynczego kanału ortogonalnego minimalizuje wartość obwiedni w postaci stosunku wartości szczytowej do średniej. Również zastosowanie pokrywy nie-zerowej Walsha W1 minimalizuje fałszywą detekcję pilota, ponieważ, w przypadku ramek trafiku, pilot jest rozproszony z powłoką W_o Walsha, i zarówno pilot, jak i nagłówek nie są rozproszone za pomocą kodu PN.

Nagłówek jest multipleksowany do strumienia kanału ruchowego na początku pakietu na czas trwania, który jest funkcją prędkości transmisji. Długość nagłówka jest taka, że nadmiar nagłówka jest w przybliżeniu stały dla wszystkich prędkości transmisji, z minimalizacją prawdopodobieństwa fałszywej detekcji. Treść nagłówka w funkcji prędkości transmisji przedstawiono w tabeli 3. Należy zauważyć, że nagłówek obejmuje 3,1 procenta pakietu danych lub mniej.

T a b e l a 3 - Parametry nagłówka

	Czas trwania punktury nagłówka
Prędkość danych (kb/s)	Symboli Walsha	Struktur PN	Narzut
38,4	1	QPSK	1/12
67,8	2	QPSK	1/2
153,6	4	QPSK	1/212
307,2	8	QPSK	1/4
614,4	16	QPSK	1/412
1228,8	16	QPSK	1/412
2457,6	16	QAM-16	1/2110

VIII. Format ramki ruchowej łącza ekspedycyjnego

W przykładowej odmianie wykonania każdy pakiet danych jest formatowany przez wprowadzanie bitów kontroli ramki, bitów końcówki kodu i innych pól sterujących. W niniejszym opisie, definiuje się oktet jako osiem bitów informacyjnych, a jednostką danych jest pojedynczy oktet i liczy 8 bitów informacyjnych.

W przykładowej odmianie wykonania łącze ekspedycyjne obsługuje dwa formaty pakietów, które przedstawiono na fig. 4E i 4F. Format 410 pakietu zawiera pięć pól, a format 430 pakietu zawiera dziewięć pól. Format 410 pakietu jest wykorzystywany, kiedy pakiet danych mający być transmitowany do stacji ruchomej 6 zawiera ilość danych dostateczną dla całkowitego zapełnienia wszystkich do22

PL 195 276 B1 stępnych oktetów w polu DANE 418. Jeżeli ilość danych do nadania jest mniejsza niż dostępnych oktetów w polu DANE 418, to wykorzystuje się format 430 pakietu. Nie wykorzystane oktety są wypełniane zerami i oznaczane jako pole WYPEŁNIENIE 446.

W przykładowej odmianie wykonania pola 412 i 432 sekwencji kontrolnej (FCS - frame check sequence) zawierają bity parzystości CRC, które są generowane przez generator 112 CRC (patrz fig. 3A) zgodnie z zadanym wielomianem generacyjnym. W przykładowej odmianie wykonania, wielomianem CRC jest g(x) = x¹⁶ + x¹² + x5 + 1, jakkolwiek możliwe jest stosowanie innych wielomianów, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. W przykładowej odmianie wykonania, bity CRC oblicza się z pól FMT, SEQ, LEN, DANE i WYPEŁNIENIE. Zapewnia to wykrywanie błędów we wszystkich bitach, z wyjątkiem bitów zakończenia kodu w polach 420 i 448 KOŃCÓWKA, transmitowanych kanałem trafiku łącza ekspedycyjnego. W przykładowej odmianie wykonania, bity CRC obliczane są tylko z pola DANE. W przykładowej odmianie wykonania, pola 412 i 432 FCS zawierają 16 bitów parzystości CRC, jakkolwiek można stosować inne generatory CRC dające inną liczbę bitów parzystości, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. Jakkolwiek pola 412 i 432 FCS według niniejszego wynalazku opisano w kontekście bitów parzystości CRC, to można wykorzystywać inne sekwencje kontrolne co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. Na przykład suma kontrolna może być obliczania dla pakietu podawana w polu FCS.

W przykładowej odmianie wykonania pola 414 i 434 formatu ramki (FMF) zawierają jeden bit sterujący, wskazujący, czy ramka danych zawiera tylko oktety danych (format 410 pakietu), czy oktety danych i wypełnienia oraz zero lub więcej komunikatów (format 430 pakietu). W przykładowej odmianie wykonania dolna wartość 414 pola FMT odpowiada formatowi 430 pakietu.

Pola 416 i 442 numeru sekwencji (SEQ) identyfikują pierwszą jednostkę danych w polach danych, odpowiednio 418 i 444. Numer sekwencji zwalnia dane do wysłania sekwencji do stacji ruchomej 6, na przykład w przypadku retransmisji pakietów, które zostały odebrane z błędem. Przyporządkowanie numeru sekwencji na tym poziomie danych eliminuje potrzebę protokołu fragmentacji ramki dla retransmisji. Numer sekwencji umożliwia również stacji ruchomej 6 wykrywanie zdublowanych jednostek danych. Po odebraniu pól FMT, SEQ i LEN, stacja ruchoma 6 jest w stanie określić, które jednostki danych odebrane zostały w każdym przedziale czasowym, bez stosowania specjalnych komunikatów sygnalizacyjnych.

Liczba bitów przyporządkowanych do reprezentowania numeru sekwencji zależy od maksymalnej liczby jednostek danych, które można transmitować w jednym przedziale czasowym i opóźnienia retransmisji danych w najgorszym przypadku. W przykładowej odmianie wykonania każda jednostka danych identyfikowana jest przez 24-bitowy numer sekwencji. Przy prędkości transmisji 2,4576 Mb/s, maksymalna liczba jednostek danych, która może być transmitowana w każdym przedziale wynosi około 256. Do identyfikowania każdej z jednostek danych potrzebnych jest 8 bitów. Ponadto, można obliczyć, że opóźnienia retransmisji danych dla najgorszego przypadku są mniejsze od 500 ms. Opóźnienia retransmisji obejmują czas niezbędny dla komunikatu NACK w stacji ruchomej 6, retransmisję danych i liczbę prób retransmisji spowodowanych najgorszym przypadkiem występowania błędów seryjnych. Zatem 24 bity umożliwiają stacji ruchomej 6 poprawne identyfikowanie odbieranych jednostek danych bez niejednoznaczności. Liczba bitów pól SEQ, 416 i 442, może być zwiększana lub zmniejszana, zależnie od rozmiaru pola DANE 418 i opóźnień retransmisyjnych. Wykorzystywanie różnej liczby bitów dla pól SEQ, 416 i 442 wchodzi w zakres niniejszego wynalazku.

Kiedy stacja bazowa 4 ma mniej danych do retransmitowania do stacji ruchomej 6, niż miejsca dostępnego w polu DANE 418, to stosuje się format 430 pakietu. Format 430 pakietu umożliwia stacji bazowej 4 nadawanie do stacji ruchomej 6 dowolnej liczby jednostek danych, aż do maksymalnej liczby dostępnych jednostek danych. W przykładowej odmianie wykonania wysoka wartość pola FMT 434 wskazuje, że stacja bazowa 4 nadaje format 430 pakietu. W formacie 430 pakietu, pole LEN 440 zawiera wartość liczby jednostek danych nadawanych w tym pakiecie. W przykładowej odmianie wykonania pole LEN 440 na długość 8 bitów, ponieważ pole DANE 444 może obejmować od 0 do 255 oktetów.

Pola DANE, 418 i 444 zawierają dane do nadawania do stacji ruchomej 6. W przykładowej odmianie wykonania w przypadku formatu 410 pakietu każdy pakiet danych zawiera 1024 bity, z których 992 są bitami danych. Jednakowoż dla zwiększenia liczby bitów informacyjnych można stosować pakiety danych o zmiennej długości, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. W przypadku formatu 430 pakietu, rozmiar pola DANE 444 określony jest przez pole LEN 440.

PL 195 276 B1

W przykładowej odmianie wykonania, format 430 pakietu może służyć do transmisji zera lub więcej komunikatów sygnalizacyjnych. Pole długości sygnalizacji (SIG LEN) 436 zawiera długość kolejnych komunikatów sygnalizacyjnych, w oktetach. W przykładowej odmianie wykonania, pole SIG LEN 436 ma długość 8 bitów. Pole SYGNALIZACJA 438 zawiera komunikaty sygnalizacyjne. W przykładowej odmianie wykonania każdy komunikat sygnalizacyjny zawiera pole identyfikacji komunikatu (MESSAGE ID), pole długości komunikatu (LEN), i treść komunikatu, co opisano poniżej.

Pole WYPEŁNIENIE 446 zawiera oktety wypełniające, które w przykładowej odmianie wykonania ustawione są na 0x00(hex). Pole WYPEŁNIENIE 446 jest wykorzystywane z tego powodu, że stacja bazowa 4 może mieć mniej oktetów danych do nadania, niż wynosi liczba oktetów dostępnych w polu 418 DANE. Kiedy to występuje pole WYPEŁNIENIE 446 zawiera liczbę oktetów wypełniających dostateczną do wypełnienia niewykorzystanego pola danych. Pole WYPEŁNIENIE 446 ma długość zmienną i zależną od długości pola DANE 444.

Ostatnie pole formatów 410 i 430 pakietu stanowią pola KOŃCÓWKA, odpowiednio 420 i 430. Pola KOŃCÓWKA 420 i 448 zawierają końcówkę z bitami zerowymi (0x0), które są wykorzystywane do wprawienia kodera 114 (patrz fig. 3A) w znany stan, po zakończeniu każdego pakietu danych. Bity końcówki kodu umożliwiają koderowi 114 ścisłe podzielenie pakietu tak, że w procesie kodowania wykorzystuje się bity tylko jednego pakietu. Bity końcówki kodu umożliwiają dekoderowi w stacji ruchomej 6 wyznaczenie granic pakietu podczas procesu dekodowania. Liczba bitów w polach KOŃCÓWKA 420 i 448 zależy od konstrukcji kodera 114. W przykładowej odmianie wykonania, pola KOŃCÓWKA 420 i 448 mają długość dostateczną do wprawienia kodera 114 w znany stan.

Opisane powyżej dwa formaty pakietów są formatami przykładowymi, które można wykorzystać do ułatwienia przesyłania komunikatów dacyjnych i sygnalizacyjnych. Możliwe jest tworzenie różnych innych formatów pakietowych dla zaspokojenia zapotrzebowania konkretnego systemu telekomunikacyjnego. Możliwe jest również zaprojektowanie systemu telekomunikacyjnego dostosowanego do więcej, niż dwóch formatów pakietowych opisanych powyżej.

IX. Ramka kanału sterującego łącza ekspedycyjnego

Według niniejszego wynalazku kanał trafiku wykorzystywany jest również do transmitowania komunikatów ze stacji bazowej 4 do stacji ruchomej 6. Typy transmitowanych komunikatów obejmują: (1) komunikaty kierunku przekazania, (2) komunikaty powiadamiające (przedstawia powiadamiające konkretną stację ruchomą 6, że w kolejce są dane dla tej stacji ruchomej 6) (3) krótkie pakiety danych dla konkretnej stacji ruchomej 6, oraz (4) komunikaty ACK i NACK dla transmisji danych łącza zwrotnego (opisane zostaną poniżej). Mogą być transmitowane również w kanale sterującym komunikaty innych typów, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. Po zakończeniu etapu zestawiania połączenia, stacja ruchoma 6 monitoruje kanał sterujący na obecność komunikatów powiadamiających i rozpoczyna transmisję pilotującego sygnału kanału zwrotnego.

W przykładowej odmianie wykonania kanał sterujący jest multipleksowany czasowo danymi z kanału danych trafiku w kanale trafiku, jak to pokazano na fig. 4A. Stacje ruchome 6 identyfikują komunikat sterujący przez detekcję nagłówka, który został zasłonięty zadanym kodem PN. W przykładowej odmianie wykonania komunikaty sterujące są transmitowane ze stałą prędkością transmisji, która jest wyznaczona przez stację ruchomą 6 podczas akwizycji. W korzystnej odmianie wykonania, prędkość transmisji danych kanału sterującego wynosi 76,8 kb/s.

Kanał sterujący nadaje komunikaty w kapsułach kanału sterującego. Schemat przykładowej kapsuły kanału sterującego przedstawiono na fig. 4G. W przykładowej odmianie wykonania każda kapsuła zawiera nagłówek 462, treść sterującą, oraz bity 474 parzystości CRC. Treść sterująca zawiera jeden lub więcej komunikatów, i, w razie potrzeby, bity wypełniające 472. Każdy komunikat zawiera identyfikator komunikatu (MSG ID) 464, długość komunikatu (LEN) 466, Opcjonalny adres (ADDR) 468 (na przykład, jeżeli komunikat jest skierowany do konkretnej stacji ruchomej 6) i treść 470 komunikatu. W przykładowej odmianie wykonania, komunikaty mają granice wyrównane z granicami oktetów. Przykładowa kapsuła kanału sterującego przedstawiona na fig. 4G zawiera dwa komunikaty rozsyłane, przeznaczone dla wszystkich stacji ruchomych 6 i jeden komunikat skierowany do konkretnej stacji ruchomej 6. Pole 464, MSG ID określa, czy komunikat wymaga, czy też nie wymaga pola adresowego (to znaczy, czy jest komunikatem rozsyłanym, czy komunikatem specyficznym).

X. Kanał pilotowy łącza ekspedycyjnego

Według niniejszego wynalazku kanał pilotowy łącza ekspedycyjnego zapewnia sygnał pilotowy, który jest wykorzystywany przez stacje ruchome 6 dla akwizycji wstępnej, odtwarzania fazy, odtwarzania taktowania, i łączenia proporcjonalnego. Te cele wykorzystania są podobne do celów syste24

PL 195 276 B1 mów telekomunikacyjnych CDMA zgodnych ze standardem IS-95. W przykładowej odmianie wykonania sygnał pilotowy wykorzystywany jest również przez stacje ruchome 6 do realizacji pomiaru wartości C/I.

Przykładowy schemat blokowy kanału pilotowego łącza ekspedycyjnego według niniejszego wynalazku zamieszczono na fig. 3A. Dane pilotowe obejmują sekwencję samych zer (lub samych jedynek), która podawana jest do multiplikatora 156. Multiplikator 156 zasłania dane pilota kodem Walsha W_o. Ponieważ kod Walsha W_o jest sekwencją samych zer, to na wyjściu multiplikatora 156 występują dane pilotowe. Dane pilotowe są multipleksowane czasowo przez multiplekser MUX 162 i podawane do kanału I Walsha, który jest rozproszony przez krótki kod PNi w multiplikatorze 214 wartości zespolonych (patrz fig. 3B). W przykładowej odmianie wykonania dane pilotowe nie są rozproszone za pomocą długiego kodu PN, który jest odcinany bramką podczas przechodzenia serii pilotowej przez multiplekser MUX 234 w celu umożliwienia odbioru przez wszystkie stacje ruchome 6. Sygnał pilotowy jest zatem niemodulowanym sygnałem BPSK.

Na fig. 4B zamieszczono schemat przedstawiający sygnał pilotowy. W przykładowej odmianie wykonania, każdy przedział czasowy zawiera dwie serie pilotowe, 306a i 306b, które występują na końcu pierwszej i trzeciej ćwiartki przedziału czasowego. W przykładowej odmianie wykonania, każda seria pilotowa 306 ma długość 64 struktur (Tp = 64 struktury). Pod nieobecność danych trafiku lub danych kanału sterującego, stacja bazowa 4 nadaje tylko serie pilota i sterowania mocy, co daje w wyniku przebieg nieciągły występujący seriami z częstotliwością okresową 1200 Hz. Parametry modulacyjne pilota zamieszczono w tabeli 4.

XI. Sterowanie mocy łącza zwrotnego

Według niniejszego wynalazku kanał sterowania mocą łącza ekspedycyjnego jest wykorzystywany do nadawania rozkazu sterowania mocą, który jest wykorzystywany do sterowania mocą nadawania przy transmisji łącza zwrotnego ze stacji zdalnej 6. W łączu zwrotnym, każda nadająca stacja ruchoma 6 działa jak źródło zakłóceń dla wszystkich pozostałych stacji ruchomych 6 w sieci. Dla zminimalizowania oddziaływania na łącze zwrotne i zmaksymalizowania przepustowości, moc nadawania każdej stacji ruchomej 6 jest sterowana przez dwie pętle sterowania mocy. W przykładowej odmianie wykonania pętle sterowania mocy są podobne do pętli systemu CDMA opisanych szczegółowo w patencie USA nr 5.056.109, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM (Sposób i urządzenie do sterowania mocą nadawania w systemie komórkowej telefonii ruchomej CDMA), należącym do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku. Możliwy do pomyślenia jest również inny sposób sterowania mocą, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku.

Pierwsza pętla sterująca mocą reguluje moc nadawania stacji ruchomej 6 tak że na zadanym poziomie utrzymuje się jakość sygnału łącza zwrotnego. Jakość sygnału mierzy się jako stosunek Eb/Io energii na bit do szumu i zakłóceń sygnału łącza zwrotnego odbieranego w stacji bazowej 4. Ustawiony poziom określony jest jako punkt pracy Eb/Io. Druga pętla sterowania mocą ustawia punkt pracy tak, że utrzymuje się pożądany poziom sprawności, mierzony nago stopa błędów ramki (FER - frame-error-rate). Regulacja mocy w łączu zwrotnym jest krytyczna, ponieważ moc nadawana każdej stacji ruchomej 6 stanowi zakłócenie dla innych stacji ruchomych 6 w systemie telekomunikacyjnym. Minimalizacja mocy nadawania łącza zwrotnego zmniejsza zakłócenia i zwiększa przepustowość łącza zwrotnego.

W pierwszej pętli sterowania mocą, stosunek Eb/Io sygnału łącza zwrotnego mierzony jest w stacji bazowej 4, stacja bazowa 4 następnie porównuje zmierzoną wartość Eb/Io z punktem pracy. Jeżeli zmierzone Eb/Io jest większe od punktu pracy, to stacja bazowa 4 nadaje komunikat regulacji mocy do stacji ruchomej 6 dla zmniejszenia mocy nadawania. W odróżnieniu od tego, jeżeli zmierzona wartość Eb/Io jest mniejsza od punktu pracy, to stacja bazowa 4 nadaje komunikat regulacji mocy do stacji ruchomej 6 w celu zwiększenia mocy nadawania, w przykładowej odmianie wykonania komunikat sterowania mocą jest zaimplementowany z jednym bitem sterującym. W przykładowej odmianie wykonania wysoka wartość bitu sterowania mocą stanowi rozkaz zwiększenia przez stację ruchomą 6 mocy nadawania, a niska wartość nakazuje stacji ruchomej 6 zmniejszenie jej mocy nadawania.

Według niniejszego wynalazku bity sterowania mocą dla wszystkich stacji ruchomych 6 pozostających w łączności z każdą stacją bazową 4 są nadawane w kanale sterowania mocą. W przykładowej odmianie wykonania kanał sterowania mocą zawiera do 32 kanałów ortogonalnych, które są rozproszone przez 16-bitowe powłoki Walsha. Każdy kanał Walsha nadaje jeden bit zwrotnej regulacji

PL 195 276 B1 mocy (RPC - reverse power control) lub jeden bit FAC występujący w regularnych odstępach. Każda aktywna stacja ruchoma 6 ma przypisany pewien indeks RPC, który określa powłokę Walsha i modulację fazową QPSK (na przykład współfazową lub kwadraturową) do transmisji w strumieniu bitowym RPC przeznaczonym dla tej stacji ruchomej 6. W przykładowej odmianie wykonania indeks RPC 0 jest zarezerwowany dla bitu FAC.

Na fig. 3A przedstawiono przykładowy schemat blokowy kanału sterowania mocą. Bity RPC są podawane do translatora symboli 150, który powtarza każdy bit RPC zadaną liczbę razy. Powtarzane bity RPC podawane są do elementu powłokowego 152 Walsha, który zasłania bity powłoką Walsha odpowiadającą indeksom RPC. Zasłonięte bity podawane są do elementu wzmacniającego 154, który skaluje bity przez modulację dla utrzymania stałej mocy nadawania. W przykładowej odmianie wykonania, wzmocnienia kanałów RPC Walsha są normalizowane, tak że ogólna moc kanału RPC jest równa całkowitej dopuszczalnej mocy nadawania, wzmocnienia kanałów Walsha mogą się zmieniać w funkcji czasu, dla sprawnego wykorzystania ogólnej mocy nadawania stacji bazowej, przy zachowaniu niezawodnej transmisji RPC do wszystkich stacji ruchomych 6. W przykładowej odmianie wykonania, wzmocnienia kanału Walsha nieaktywnych stacji ruchomych 6 ustawione są na zero. Automatyczna regulacja mocy kanałów RPC Walsha jest możliwa przy wykorzystaniu estymacji wartości jakości łącza ekspedycyjnego z kanału DPC stacji ruchomych 6. Skalowane bity RPC z elementu wzmacniającego 154 podawane są do multipleksera MUX 162.

W przykładowej odmianie wykonania indeksy RPC od 0 do 15 są przydzielone powłokom Walsha odpowiednio, od W_o do W₁₅, i są nadawane w czasie pierwszej serii pilota w pewnej serii pilota (Serie RPC 304 na fig. 4C). Indeksy RPC 16 do 31 są przydzielone do powłok Walsha, odpowiednio W_o do W1₅, i są transmitowane z drugą serią pilotową w przedziale czasowym (przedziały RPC na fig. 4C). W przykładowej odmianie wykonania, bity RPC są bitami BPSK modulowanymi parzystymi powłokami Walsha (na przykład W_o, W2, W4 itp.) modulowanymi na sygnale współfazowym i nieparzystymi powłokami Walsha (na przykład W1, W3, W₅ itp.) modulowanymi na sygnale kwadraturowym. Dla zmierzenia wartości obwiedni odpowiadającej stosunkowi wartości szczytowej do średniej, korzystne jest zrównoważenie mocy kanału współfazowego i kwadraturowego. Ponadto, dla zminimalizowania przesłuchu związanego z błędem estymacji fazy demodulatora, korzystne jest przyporządkowanie powłok ortogonalnych do sygnałów współfazowych i kwadraturowych.

W przykładowej odmianie wykonania można transmitować do 31 bitów RPC w 31 kanałach Walsha w każdym przedziale czasowym. W przykładowej odmianie wykonania 15 bitów RPC jest transmitowanych w pierwszej połowie przedziału czasowego, a 16 bitów RPC jest transmitowanych w drugiej połowie przedziału. Bity RPC są łączone przez sumatory 212 (patrz fig. 3b) i przebieg zespolony kanału sterowania mocą przedstawiono na fig. 4C.

Na fig. 4B przedstawiono wykres czasowy kanału sterowania mocą. W przykładowej odmianie wykonania prędkość bitowa RPC wynosi 600 b/s, czyli jeden bit RPC na przedział czasowy. Każdy bit RPC jest multipleksowany czasowo i nadawany w dwóch seriach RPC (na przykład serii RPC 304a i 304b) jak to pokazano na fig. 4B i 4C. W przykładowej odmianie wykonania każda seria RPC ma szerokość 32 struktur PN (czyli 2 symboli Walsha) (Tpc = 32 str.) a ogólna szerokość każdego bitu RPC wynosi 64 struktury PN (czyli 4 symbole Walsha). Inne prędkości bitowe RPC można osiągnąć przez zmianę liczby powtórzeń symbolu. Na przykład prędkość bitową RPC 1200 b/s (dla obsługi do 63 stacji ruchomych 6 równocześnie lub do zwiększenia stopnia sterowania mocą) można otrzymać przy nadawaniu pierwszego zestawu 31 bitów RPC w seriach RPC 304a i 304b, i drugiego zestawu 32 bitów RPC w seriach RPC 308a i 308b. W tym przypadku powłoki Walsha stosuje się do sygnałów współfazowych i kwadraturowych. Parametry modulacyjne dla bitów RPC podsumowano w tabeli 4.

T a b e l a 4 - Parametry modulacyjne pilota i sterowania mocy

Parametr	RPC	FAC	Pilot	Jednostki
1	2	3	4	5
Prędkości	600	75	1200	Hz
Format modulacji	QPSK	QPSK	BPSK

PL 195 276 B1

c.d. tabeli 4

1	2	3	4	5
Czas bitu sterującego
Bitów końcówki	64	1024	64	struktura PN
Powtarzanie	4	64	4	symbol

Kanał sterowania mocą ma charakter impulsowy, ponieważ liczba stacji ruchomych 6 w łączności z każdą stacją bazową 4 może być mniejsza, niż liczba s dostępnych kanałów RPC Walsha. W tej sytuacji, niektóre kanały RPC Walsha są ustawione na zero przez odpowiednie ustawienie wzmocnień elementu wzmacniającego 154.

W przykładowej odmianie wykonania bity RPC są nadawane do stacji ruchomych 6 bez kodowania czy przeplotu, dla zmniejszenia opóźnień przetwarzania. Ponadto, błędny odbiór bitu sterowania mocą nie jest szkodliwy dla systemu teledacyjnego według niniejszego wynalazku, ponieważ błąd ten może być skorygowany w następnym przedziale czasowym przez pętlę sterowania mocą.

Według niniejszego wynalazku stacje ruchome 6 mogą znajdować się w trybie płynnego przekazania w łączności z wieloma stacjami bazowymi 4 w łączu zwrotnym. Sposób i urządzenie do sterowania mocą łącza zwrotnego w przypadku stacji ruchomej 6 w trybie płynnego przekazywania, opisano we wspomnianym powyżej patencie USA nr 5.056.109. W pierwszej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 realizuje funkcję logiczną OR rozkazów zmniejszenia mocy. Stacja ruchoma 6 zmniejsza moc nadawania, jeżeli dowolny z odebranych bitów RPC rozkazuje zmniejszenie mocy nadawania. W drugiej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 w trakcie płynnego przekazywania może łączyć decyzje niekategoryczne bitów RPC przed podjęciem decyzji kategorycznej Możliwe są do pomyślenia inne odmiany wykonania przetwarzania odebranych bitów RPC, które wchodzą w zakres niniejszego wynalazku.

Według niniejszego wynalazku bit FAC poprawia estymowanie wartości C/I przez stacje ruchome 6, a zatem i żądanie prędkości danych, przez rozesłanie informacji o aktywności zakłóceń. W przykładowej odmianie wykonania bit FAC zmienia się tylko w granicach połowy ramki i jest powtarzany przez osiem kolejnych przedziałów czasowych, dając w wyniku prędkość bitową 75 b/s. Parametry bitu FAC zamieszczono w tabeli 4.

Przy wykorzystywaniu bitu FAC, stacje ruchome 6 obliczają wartość C/I w sposób następujący:

& ⁼ Z- _Σ (l-α., C; ⁽³’ j*i gdzie (C/I), jest zmierzoną wartością i-tego sygnału łącza ekspedycyjnego, Ci jest ogólną mocą odbieraną j-tego sygnału łącza ekspedycyjnego, I jest łącznym zakłóceniem w przypadku, kiedy nadają wszystkie stacje bazowe 4, aj jest bitem FAC j-tego sygnału ekspedycyjnego, i może wynosić 0 lub 1, zależnie od bitu FAC.

XlI. Transmisja danych łączem zwrotnym

Według niniejszego wynalazku łącze zwrotne obsługuje transmisję o zmiennej prędkości danych. Zmienna prędkość transmisji zapewnia elastyczność i umożliwia stacjom ruchomym 6 nadawanie z jedną z kilku prędkości, zależnie od ilości danych do przetransmitowania do stacji bazowej 4. W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 może nadawać dane z najniższą prędkością w dowolnym czasie. W przykładowej odmianie wykonania transmisja danych z wyższą prędkością wymaga zezwolenia stacji bazowej 4. Ta implementacja minimalizuje opóźnienie transmisji łącza zwrotnego, zapewniając efektywne wykorzystanie zasobów łącza zwrotnego.

Na fig. 8 przedstawiono przykładową sieć działań transmisji danych w łączu zwrotnym według niniejszego wynalazku. Na wstępie, w przedziale czasowym n stacja ruchoma 6 dokonuje próby dostępu, w sposób opisany we wspomnianym powyżej patencie USA nr 5.289.527, dla zestawienia, w bloku 802, kanału o najniższej prędkości transmisji w łączu zwrotnym. W tym samym przedziale czasowym n, stacja bazowa 4 w bloku 804 demoduluje próbę dostępu i odbiera komunikat dostępu.

PL 195 276 B1

Stacja bazowa 4 zezwala na żądanie kanału dacyjnego i, w przedziale n+2, transmituje zgodę i przydzielony indeks RPC w kanale sterującym, w bloku 806. W przedziale n+2 stacja ruchoma 6 odbiera pozwolenie i w bloku 808 jej moc jest sterowana przez stację bazową 4. Poczynając od przedziału n+3, stacja ruchoma 6 rozpoczyna nadawanie sygnału pilotowego i ma bezpośredni dostęp do kanału o najniższej prędkości transmisji w łączu zwrotnym.

Jeżeli stacja ruchoma 6 ma dane trafiku i żąda kanału o dużej prędkości transmisji, to ta stacja ruchoma 6 może w bloku 810 zainicjować żądanie. W przedziale n+3, stacja bazowa 4, w bloku 812 odbiera żądanie dużej prędkości transmisji. W bloku 814, przedziale n+5, stacja bazowa 4 nadaje pozwolenie w kanale sterującym. W bloku 816, w przedziale n+5, stacja ruchoma 6 odbiera pozwolenie i w bloku 818 rozpoczyna transmisję z dużą prędkością w łączu zwrotnym, rozpoczynając w przedziale n+6.

XIII. Struktura łącza zwrotnego

W systemie teledacyjnym według niniejszego wynalazku, transmisja w łączy zwrotnym różni się od transmisji w łączu ekspedycyjnym w kilku aspektach. W łączu ekspedycyjnym transmisja danych zwykle odbywa się od jednej stacji bazowej 4 do jednej stacji ruchomej 6. Natomiast w łączu zwrotnym każda stacja bazowa 4 może równocześnie odbierać transmisje danych od wielu stacji ruchomych 6. W przykładowej odmianie wykonania każda stacja ruchoma 6 może nadawać z jedną z kilku prędkości bitowych, zależnie od ilości danych do nadania do stacji bazowej 4. Taka struktura systemu odzwierciedla asymetryczny charakter łączności dacyjnej.

W przykładowej odmianie wykonania blok podstawy czasu w łączu zwrotnym jest identyczny z blokiem podstawy czasu w łączy ekspedycyjnym. W przykładowej odmianie wykonania, transmisje danych łącza ekspedycyjnego i łącza zwrotnego odbywają się w przedziałach czasowych o czasie trwania 1,667 ms. Jednakowoż, ponieważ transmisja danych w łączu zwrotnym zwykle odbywa się z mniejszą prędkością transmisji, to dla poprawy efektywności można zastosować dłuższą podstawową jednostkę czasu.

W przykładowej odmianie wykonania łącze zwrotne obsługuje dwa kanały: kanał pilota/DRC i kanał danych. Poniżej opisano zadania i implementację każdego z tych kanałów. Kanał pilota/DRC jest wykorzystywany do nadawania sygnału pilotowego i komunikatów DRC, a kanał danych jest wykorzystywany do transmisji danych trafiku.

Na fig. 7A przedstawiono schemat struktury ramki przykładowego łącza zwrotnego. W przykładowej odmianie wykonania struktura ramki łącza zwrotnego jest podobna struktury ramki łącza ekspedycyjnego, przedstawionej na fig. 4A. Jednakowoż, w łączu zwrotnym, dane pilota/DRC i dane trafiku są nadawane równocześnie w kanałach współfazowych i kwadraturowych.

W przykładowej odmianie wykonania stacja ruchoma 6 nadaje komunikat DRC w kanale pilota/DRC w każdym przedziale czasowym kiedykolwiek stacja ruchoma 6 odbiera transmisję z dużą prędkością. W odróżnieniu od tego, kiedy stacja ruchoma 6 nie odbiera szybkiej transmisji danych, cały przedział w kanale pilota/DRC zawiera sygnał pilota. Sygnał pilota wykorzystuje się przy odbiorze stacji bazowej 4 do kilku funkcji: jako pomoc przy wstępnej akwizycji, jako odniesienie fazowe dla kanałów pilota/DRC i danych, oraz jako źródło sterowania mocy kanału zwrotnego w zamkniętej pętli.

W przykładowej odmianie wykonania szerokość pasma łącza zwrotnego wybrano jako 1,2288 MHz. Ten wybór szerokości pasma umożliwia wykorzystanie istniejącego wyposażenia sprzętowego przeznaczonego dla systemu CDMA, który jest zgodny ze standardem IS-95. Jednakowoż można wykorzystywać również inne szerokości pasma do zwiększenia przepustowości i/lub zgodności z wymaganiami systemowymi. W przykładowej odmianie wykonania do rozpraszania sygnału łącza zwrotnego wykorzystuje się ten sam długi kod PN i krótkie kody PNi i PNq, co kody wyspecyfikowane w standardzie IS-95. W przykładowej odmianie wykonania kanały łącza zwrotnego są transmitowane z użyciem modulacji QPSK. W odróżnieniu od tego dla zminimalizowania zmiany amplitudy stosunku wartości szczytowej do średniej sygnału modulowanego można zastosować modulację OQPSK, której wynikiem jest poprawa sprawności. Do pomyślenia jest zastosowanie innych wartości szerokości pasma, kodów PN i sposobów modulacji, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku.

W przykładowej odmianie wykonania moc nadawania transmisji łącza zwrotnego w kanale pilota/DRC i kanale danych, są sterowane tak, że Eb/Io sygnału łącza zwrotnego, mierzony na stacji bazowej 4 jest utrzymywany w zadanym punkcie pracy Eb/Io, co omówiono we wspomnianym powyżej patencie USA nr 5.506.109. Sterowanie mocą jest podtrzymywane przez stacje bazowe 4 w komunikacji ze stacją ruchomą 6, a rozkazy transmitowane są jako bity RPC, w sposób opisany powyżej.

PL 195 276 B1

XIV. Kanał danych łącza zwrotnego

Na fig. 6 przedstawiono schemat blokowy przykładowej struktury łącza zwrotnego według niniejszego wynalazku. Dane są rozdzielane na pakiety danych i podawane do kodera 612. Dla każdego pakietu danych, koder 612 generuje bity parzystości CRC, wstawia bity końcówki kodu, i koduje dane. W przykładowej odmianie wykonania, koder 612 koduje pakiet zgodnie z formatem kodowania ujawnionym we wspomnianym powyżej zgłoszeniu patentowym USA nr 08/743.688. Możliwe jest również wykorzystanie innych formatów kodowania, co również wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. Zakodowany pakiet z kodera 612 podawany jest do bloku przeplotu 614, który przestawia symbole kodowe w pakiecie. Pakiet z przeplotem podawany jest do multiplikatora 616, który zasłania dane powłoką Walsha i podaje zasłonięte dane do elementu wzmacniającego 618. Element wzmacniający 618 skaluje dane dla zachowania stałej energii na bit Eb, niezależnie od prędkości transmisji. Skalowane dane z elementu wzmacniającego 618 podawane są do multiplikatorów 650b i 650d, które rozpraszają dane za pomocą sekwencji, odpowiednio PN_Q i PN_I. Rozproszone dane z multiplikatorów 652b i 650d podawane są do filtrów, odpowiednio 652b i 652d, które filtrują dane. Przefiltrowane sygnały z filtrów 652a i 652b podawane są do sumatora 654a, a przefiltrowane sygnały z filtru 652c i 652d podawane są do sumatora 654b. Sumatory 654 sumują sygnały z kanału danych z sygnałami z kanału pilota/DRC. Wyjścia sumatorów 654a i 654b zawierają, odpowiednio IOUT i QOUT, które są modulowane, odpowiednio, sinusoidą współfazową COS(wct) i sinusoidą w kwadraturze SIN(wct) (jak w łączu ekspedycyjnym), i sumowanie (nie pokazano na fig. 6). W przykładowej odmianie wykonania dane trafiku są nadawane na zarówno fazie zgodnej, jak i fazie w kwadraturze sinusoidy.

W przykładowej odmianie wykonania dane są rozpraszane za pomocą długiego kodu N i krótkich kodów PN. Długi kod PN szyfruje dane tak, że odbierająca stacja bazowa 4 jest w stanie zidentyfikować nadającą stację ruchomą 6. Krótki kod PN rozprasza sygnał po całej szerokości pasma systemu. Długa sekwencja PN generowana jest przez generator 642 kodu długiego podawana do multiplikatorów 646. Krótkie sekwencje PNi i PNq są generowane przez generator 644 kodu krótkiego i również podawany jest do multiplikatorów, odpowiednio 646a i 646b, które mnożą te dwa zbiory sekwencji dając sygnały, odpowiednio PN_I i PN_Q. Obwód 640 taktowania/sterowania zapewnia odniesienie do taktowania.

Przykładowy schemat blokowy struktury kanału danych, jak pokazany na fig. 6, przedstawia jedną z możliwych struktur obsługujących kodowanie i modulację danych w łączu zwrotnym. W przypadku transmisji o dużej prędkości, można wykorzystywać strukturę podobną do stosowanej w łączu ekspedycyjnym, wykorzystując tak wiele kanałów ortogonalnych. Do pomyślenia są inne struktury, jak na przykład struktura dla zwrotnego kanału trafiku w systemie CDMA, zgodna ze standardem IS-95, które wchodzą w zakres niniejszego wynalazku.

W przykładowej odmianie wykonania, kanał danych łącza zwrotnego obsługuje cztery prędkości transmisji, które zebrano w tabeli 5. Możliwe jest obsługiwanie dodatkowych prędkości transmisji i/lub innych prędkości transmisji, co wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. W odmianie wykonania rozmiar pakietu dla łącza zwrotnego uzależniony jest od prędkości transmisji, jak to przedstawiono w tabeli 5. Jak to opisano we wspomnianym powyżej zgłoszeniu patentowym nr 08/743.688, poprawę sprawności dekodera można osiągnąć w przypadku większych rozmiarów pakietów. Tak więc można stosować rozmiary pakietów większe, niż wymienione w tabeli 5, dla poprawy sprawności, co również wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. Ponadto rozmiar pakietu można uczynić parametrem niezależnym od prędkości transmisji.

T a b e l a 5 - Parametry modulacyjne pilota i sterowania mocy

Parametr	Prędkości danych	Jednostki
1	2	3	4	5	6
	9,6	19,2	38,4	76,8	kb/s
Czas ramki	26,66	26,66	13,33	13,33	ms
Długość pakietu danych	245	491	491	1003	bit
Długość CRC	16				bit.

PL 195 276 B1

c.d. tabeli 5

1	2	3	4	5	6
Bitów końcówki	5				bit
Łącznie bitów/ pakiet	256	512	512	1024	bit
Długość pakietu kodowanego	1024	2048	2048	4096	symbol
Długość symbolu Walsha	32	16	8	4	struktur
Żądanie potrzebne	nie	tak	tak	tak

Jak to pokazano na fig. 5, łącze zwrotne obsługuje wiele prędkości transmisji. W przykładowej odmianie wykonania, po rejestracji w stacji bazowej 4 każdej stacji ruchomej 6 przydzielana jest najniższa prędkość danych, wynosząca 9,6 kb/s. W przykładowej odmianie wykonania, stacje ruchome 6 mogą nadawać dane w kanale z najniższą prędkością transmisji w dowolnym przedziale czasowym, bez konieczności żądania zezwolenia ze stacji bazowej 4. W przykładowej odmianie wykonania, na transmisję danych z większymi prędkościami transmisji pozwala wybrana stacja bazowa 4, na podstawie zestawu parametrów, takich jak obciążenie systemu, bezstronność i ogólna wydajność. Przykładowy mechanizm porządkujący dla transmisji danych z dużą prędkością transmisji opisano we wspomnianym powyżej zgłoszeniu patentowym USA nr 08/798.951.

XV. Kanał Pilota/DRC łącza zwrotnego

Na fig. 6 przedstawiono przykładowy schemat blokowy kanału pilota/DRC. Komunikat DRC podawany jest do kodera DRC 626, który koduje komunikat zgodnie z ustalonym formatem kodowania. Kodowanie komunikatu DRC jest ważne, ponieważ prawdopodobieństwo błędu komunikatu DRC musi być dostatecznie niskie, gdyż niewłaściwe określenie prędkości transmisji danych w łączu ekspedycyjnym oddziałuje na sprawność systemu. W przykładowej odmianie wykonania, koder DRC 626 jest koderem blokowym o współczynniku CRC (8, 4), który koduje 3-bitowy komunikat DRC jako 8-bitowe słowo kodowe. Zakodowany komunikat DRC podawany jest do multiplikatora 628, który zasłania komunikat kodem Walsha, który jednoznacznie identyfikuje stacją bazową przeznaczenia 4, do której kierowany jest komunikat DRC. Kod Walsha dostarczany jest z generatora 624 Walsha. Zasłonięty komunikat DRC podawany jest do multipleksera (MUX) 630, który multipleksuje komunikat z danymi pilotowymi. Komunikat DRC i dane pilota podawane są do multiplikatorów 650a i 650c, które rozpraszają dane za pomocą sygnałów, odpowiednio PN_I i PN_Q. Zatem pilot i komunikat DRC są transmitowane na zarówno fazie zgodnej, jak i kwadraturowej sinusoidy.

W przykładowej odmianie wykonania, komunikat DRC jest transmitowany do wybranej stacji bazowej 4. Osiąga się to przez zasłonięcie komunikatu DRC kodem Walsha, który identyfikuje wybraną stacją bazową 4. W przykładowej odmianie wykonania, kod Walsha ma długość 128 struktur. Wyprowadzanie 128-strukturowego kodu Walsha jest znane. Jeden niepowtarzalny kod Walsha przyporządkowywany jest do każdej stacji bazowej 4, która jest w łączności ze stacją ruchomą 6. Każda stacja bazowa 4 odsłania sygnał w kanale DRC za pomocą przyporządkowanego kodu Walsha. Wybrana stacja bazowa 4 jest w stanie odsłonić komunikat DRC i nadawać dane do żądającej stacji ruchomej 6 w łączu ekspedycyjnym w odpowiedzi na żądanie. Inne stacje bazowe 4 również są w stanie określić, że żądanie prędkości transmisji nie jest kierowane do nich, ponieważ te stacje bazowe 4 mają przyporządkowane inne kody Walsha.

W przykładowej odmianie wykonania, krótkie kody PN łącza zwrotnego dla wszystkich stacji bazowych 6 w systemie teledacyjnym są jednakowe i w sekwencjach krótkich PN nie ma przesunięcia do rozróżniania różnych stacji bazowych 4. System teledacyjny według niniejszego wynalazku obsługuje łagodne przekazanie w łączu zwrotnym. Wykorzystywanie jednakowych kodów krótkich PN bez przesunięcia umożliwia wielu stacjom bazowym 4 odbieranie tej samej transmisji łącza zwrotnego od stacji ruchomej 6 podczas przekazywania. Krótkie kody PN zapewniają rozproszenie widmowe, lecz nie umożliwiają identyfikacji stacji bazowych 4.

W przykładowej odmianie wykonania, komunikat DRC przenosi prędkość danych żądaną przez stacją ruchomą 6. W alternatywnej odmianie wykonania komunikat DRC przenosi wskaźnik jakości łącza ekspedycyjnego (na przykład informację o wartości C/I zmierzonej przez stację ruchomą 6).

PL 195 276 B1

Stacja ruchoma 6 może równocześnie odbierać sygnały pilotowe łącza ekspedycyjnego z jednej lub więcej stacji bazowych 4 i dokonuje pomiaru C/I w każdym odebranym sygnale pilotowym. Stacja ruchoma 6 następnie wybiera najlepszą stację bazową 4 na podstawie zestawu parametrów, który może obejmować obecne i poprzednie wartości C/I. Informacja sterowania prędkością jest formatowana w komunikacie DRC, który może być przenoszony do stacji bazowej 4 zgodnie z jedną z kilu odmian wykonania.

W pierwszej odmianie wykonania, stacja ruchoma 6 nadaje komunikat DRC na podstawie żądanej prędkości danych. Żądana prędkość danych jest największą obsługiwaną prędkością danych, która daje zadowalającą wydajność przy wartości C/I zmierzonej przez stację ruchomą 6. Maksymalna prędkość transmisji jest następnie kwantyzowana do jednej z obsługiwanych prędkości transmisji i wyznaczana jak żądana prędkość transmisji. Indeks prędkości transmisji, odpowiadający żądanej prędkości transmisji zostaje nadany do wybranej stacji bazowej 4. Przykładowy zestaw obsługiwanych prędkości transmisji przedstawiono w tabeli 1.

W drugiej odmianie wykonania, w której stacja ruchoma 6 nadaje wskaźnik jakości łącza ekspedycyjnego do wybranej stacji bazowej 4, stacja ruchoma 6 nadaje indeks C/I reprezentujący skwantyzowaną wartość zmierzoną C/I. Wartość C/I może być odwzorowana w pewnej tabeli i przyporządkowana do indeksu C/I. Wykorzystując do reprezentowania indeksu C/I więcej bitów umożliwia się drobniejszą kwantyzację wartości C/I. Również odwzorowanie może być liniowe lub wstępnie odkształcone. W przypadku odwzorowania linowego, każdy inkrement indeksu C/I reprezentuje odpowiedni wzrost wartości C/I. Na przykład, każdy stopień indeksu C/I może reprezentować wzrost o 2,0 dB wartości C/I. W przypadku odwzorowania z wstępnym odkształceniem, każdy przyrost indeksu może reprezentować inny wzrost wartości C/I. Dla przykładu, wstępnie odkształcenie można wykorzystywać do kwantyzacji wartości C/I dla dopasowania do funkcji rozkładu prawdopodobieństwa C/I z fig. 10.

Można stosować również inne odmiany wykonania służące do przenoszenia informacji o sterowaniu prędkością transmisji ze stacji ruchomej 6 do stacji bazowej 4, które wchodzą w zakres niniejszego wynalazku. Ponadto, w zakresie niniejszego wynalazku pozostaje również zastosowanie różnej liczby bitów do reprezentowania informacji sterującej prędkością transmisji. W większej części w niniejszym dokumencie dla prostoty wynalazek jest opisany w odniesieniu do pierwszej odmiany wykonania, z wykorzystaniem do przekazywania żądanej prędkości transmisji komunikatu DRC.

W przykładowej odmianie wykonania, pomiar wartości C/I może się odbywać na sygnale pilotowym łącza ekspedycyjnego, w sposób podobny do sposobu wykorzystywanego w systemie CDMA. Sposób i urządzenie do realizacji pomiaru C/I stanowi przedmiot zgłoszenia patentowego USA nr 08/722.763, pod tytułem „METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM (Sposób i urządzenie do pomiaru jakości łącza w systemie łączności z rozproszonym widmem) zgłoszonym 27 września 1996, należącym do właściciela niniejszego wynalazku i przez przywołanie włączonych do niniejszego wynalazku. Podsumowując, pomiar C/I na sygnale pilotowym można wykonać przez usunięcie rozproszenia odebranego sygnału za pomocą krótkich kodów PN. Zmierzona na sygnale pilota wartość C/I może być obarczona niedokładnościami, jeżeli warunki w kanale uległy zmianie między momentem pomiaru C/I a czasem rzeczywistej transmisji danych. Według niniejszego wynalazku wykorzystanie bitu FAC umożliwia stacjom ruchomym 6, przy określaniu żądanej prędkości transmisji, uwzględnienie aktywności łącza ekspedycyjnego.

W wykonaniu alternatywnym, pomiar C/I można realizować w kanale trafiku łącza ekspedycyjnego. Najpierw odbywa się usuwanie rozproszenia sygnału kanału trafiku za pomocą długiego kodu PN i krótkich kodów PN, i odsłanianie go za pomocą kodu Walsha. Pomiar C/I wykonany na sygnałach kanałów dacyjnych może być dokładniejszy ponieważ większy procent nadawanej mocy jest przyporządkowany transmisji danych. Do pomyślenia są również inne sposoby pomiaru C/I odebranego sygnał łącza ekspedycyjnego przez stację ruchomą 6, i wchodzą one w zakres niniejszego wynalazku.

W przykładowej odmianie wykonania, komunikat DRC jest transmitowany w pierwszej połowie przedziału czasowego (patrz fig. 7A). W przypadku przykładowego przedziału czasowego wynoszącego 1,667 ms, komunikat DRC zawiera pierwsze 1024 struktury, czyli 0,83 ms przedziału czasowego. Pozostałe 1024 struktury czasu są wykorzystane przez stację bazową 4, do demodulowania i dekodowania komunikatu. Transmisja komunikatu DRC we wcześniejszej części przedziału czasowego umożliwia stacji bazowej 4 dekodowanie komunikatu DRC w tym samym przedziale czasowym

PL 195 276 B1 i ewentualnie nadawanie danych z żądaną prędkością transmisji w bezpośrednio następnym przedziale czasowym. Małe opóźnienie przetwarzania umożliwia szybkie dostosowywane do zmian środowiska roboczego.

W innej odmianie wykonania, żądana prędkość transmisji danych jest przenoszona przez stację bazową 4, przy użyciu odniesienia bezwzględnego lub odniesienia względnego. W tej odmianie wykonania, okresowo nadawane jest odniesienie bezwzględne zawierające żądaną prędkość transmisji. Odniesienie bezwzględne umożliwia stacji bazowej 4 wyznaczenie dokładne prędkości transmisji żądanej przez stację ruchomą 6. W przypadku każdego przedziału czasowego między transmisjami odniesień bezwzględnych, stacja ruchoma 6 nadaje do stacji bazowej 4 odniesienie względne, które wskazuje, czy żądana prędkość transmisji dla nadchodzącego przedziału czasowego jest większa, mniejsza, czy taka sama, jak żądana prędkość transmisji w poprzednim przedziale czasowym. Okresowo stacja ruchoma 6 nadaje odniesienie bezwzględne. Okresowa transmisja prędkości transmisji umożliwia ustawienie żądanej prędkości danych w znanym stanie i zapewnia, że błędnie odebrane dane i odniesienia względne nie kumulują się. Zastosowanie odniesień bezwzględnych i odniesień względnych może zmniejszyć prędkość transmisji komunikatów DRC do stacji bazowej 6. Można stosować również inne protokoły nadawania żądania prędkości transmisji, które również włącza się w zakres niniejszego wynalazku.

XVI. Kanał dostępu łącza zwrotnego

Kanał dostępu jest wykorzystywany przez stację ruchomą 6 do transmisji komunikatów do stacji bazowej 4 w czasie trwania fazy rejestracji. W przykładowej odmianie wykonania, kanał dostępu jest zaimplementowany z użyciem struktury z przedziałami, przy czym losowo do każdego przedziału uzyskuje dostęp stacja ruchoma 6. W przykładowej odmianie wykonania kanał dostępu jest multipleksowany czasowo z kanałem DRC.

W przykładowej odmianie wykonania, kanał dostępu nadaje komunikaty w kapsułach kanału dostępu. W przykładowej odmianie wykonania format ramki kanału dostępu jest identyczny do formatu specyfikowanego w standardzie IS-95, z tym wyjątkiem, że taktowanie odbywa się w ramkach po 26,67 ms zamiast w ramkach po 20 ms wyspecyfikowanych w standardzie IS-95. Na fig. 7B przedstawiono schemat przykładowej kapsuły kanału dostępu. W przykładowej odmianie wykonania, każda kapsuła 712 kanału dostępu zawiera nagłówek 722, jedną lub więcej kapsuł 724 komunikatów i bity wypełniające 726. Każda kapsuła komunikatu 724 zawiera pole 732 długości komunikatu (MSG LEN), treść 734 komunikatu i bity 736 parzystości CRC.

XVII. Kanał NACK łącza zwrotnego

Według niniejszego wynalazku, stacja ruchoma 6 nadaje komunikaty NACK w kanale danych. Komunikat NACK generowany jest dla każdego pakietu odebranego przez stację ruchomą z błędem. W przykładowej odmianie wykonania, komunikaty NACK mogą być nadawane z użyciem formatu danych sygnalizacyjnych typu Blank and Burst (przerwa - impuls), opisanego we wspomnianym patencie USA nr 5.504773.

Jakkolwiek niniejszy wynalazek opisano w kontekście protokołu NACK, to możliwe jest, i mieści się w zakresie wynalazku, wykorzystywanie protokołu ACK.

Powyższy opis korzystnych odmian wykonania podano dla umożliwienia specjaliście wykorzystania niniejszego wynalazku. Różne możliwe modyfikacje tych odmian wykonania są dla specjalisty oczywiste, a określone niniejszym zasady podstawowe mogą mieć zastosowanie do innych odmian wykonania, realizowanych bez użycia uzdolnień wynalazczych. Ponadto przedstawiony niniejszym wynalazek nie jest uważany za ograniczony do przedstawionych odmian wykonania, lecz za zgodny w najszerszym sensie z zasadami i nowymi cechami charakterystycznymi niniejszym opisanymi.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób transmisjj danych pakietów o dużej szybkoscL w którym odbiera się w stacjj ruchomej komunikat wywoływania informacji o bieżącej transmisji danych, znamienny tym, że dokonuje się pomiaru stosunku sygnału do szumu i zakłóceń C/I dla sygnałów łącza przesyłowego z co najmniej jednej stacji bazowej, wybiera się stację bazową na podstawie zespołu parametrów, zawierającego mierzony stosunek C/I, identyfikuje się wybraną stację bazową, wysyła się komunikat żądania danych do wybranej stacji bazowej okresowo przez łącze zwrotne i odbiera się dane z wybranej stacji bazowej z szybkością transmisji danych zgodnie z tym komunikatem żądania danych.

   PL 195 276 B1
2. 2. Sposóbwedług zastrz.1, z namiennytym. że pomiar, wybór, identyfikację! wysyłanierealizuje tię w kaeOym oeaaeainla cantu, sż Oo zakończania transmisji danych.
3. 3. Sposóbwedługzzntrz. 1, z namiennytym. że pomiarrealizajęsię,uwealęęeiarącoSedraną wartość óitu aktywności oraaóyłania.
4. 4. Sposób weaług zaatre. 1, znamienny tym, że deSasnją się pomiam sysnnłów pilotowysh łącza orzaóbłswans za wyzbótkich ótacji bazowych w zóisrza aktywnym ótacji ruchsmaj.
5. 5. Spooób wyeług zzate. d, znamienny tym, że do saiom antywyąen staaji 1eghomej ww^rr^waeza óię OoOatkowc ótację bazową jaeali moc oraaóyłowa taj eoeatkowaj ótacji óazowaj orzakrscza określone z nbry wartość oronową.
6. 6. Sposybwyeługzantrz. 1, zże doSasnjąsięwybóte zn doOotawiestosyuna C/I Ola ybnnałbw łącza orzeybłoweno.
7. 7. Sposybwyeług zzcóz.1,znamienaytym. że doSasnją sięwybótunąpoOotawieoOóehąen i oooraaeniano ótoóunku C/I Ola ybnnałbw łącza orzeybłoweno.
8. 8. wyeług zzntre. 1, zr^^r^ie^r^n^\^ tym, że doSasują się wybotu zzoonie z oSreelosą z nbry hiótarezą.
9. 9. Sposób wyeług zzntre. 8, dnamienay tym, ze j ćCo oSreelosą z ζΙ>0< histaneez ztasyją się hiótarezę w oOnieyieniu Oo czaóu.

   W. Sposób wyeług ζζη^. 8, znnmiennn tym, że j ąCa oSoeelosą z gl^ histaneez stasyją się hiótarezę w oOnieyieniu Oo ooziomu.

   Sposób wyeług zacic. 1, znnmiennn tym, że wysyłarιie prezerewyaoz się pra. poSrebiu komunikatu eąeania eanych orzaz koe Walóha oOoowiaOającb wyóranaj ótacji óazowaj.

   ,2. Spooób wedłuu za^rc. H, znamienny tym, że stosują sóę kod Walsha o długoSci 128 ótruktur.

   ,3. Sposób wyeług ζζι^. 1, dnamienay tym, ze praza kamuuikar Zż^c^o^c^^ ζ^γ^ weóasują óię eąOaną yzbókość tranómisji Oanych.

   M. Sposybwyeług zacirz.1 3, z nnmiennntym. żejąCa żąCecąsyzyóaSśt racnmisji decyyhstot óuja óię jaOną za zóioru oóyłuniwanych yzyókości tranómióji Oanych.

   ,5. Sposyb wyeług zzctte. 1,, znamienay tym, że oOsjugiwyce syzyk.aSci Irarinmisji derιyyh wyóiara óię znoOnia za zóiorową funkcją rozkłaOu ytoyunku C/I w kombrcai w ktbrej znajOuja óię ytacja ruchoma i wyórana ótacja óazowa.

   ,6. Sposyb wyeług ζζι^. 1, znamienay tym, de praza kamuuikar SeCecia Zecyyh wyóacają óię jakość łącza tranómióyjneno.

   ,7. Sposybwyeługzactrz. 1, znamienaytym. że przzekamuuikarżąCeciadecyyhzzłmująsię wczaśniajózą czaść oraaOziału czaóu.

   ,8. Sposybwyeługzzctre. 1, znamienay tym, że trecnmisją zlacnjąsię zorza dreorem zlacnjący na ooOótawia oriorytatu ótacji ruchomaj.

   ,9. Sposyb wyeług ζζι^. 1, znamienay tym, de t racnmisją zeelizzją się z zc zajwyyejj ąaeej óoośrbO ótacji óazowych w kaeOym oraaOaiala czaóu.

   20. Sposybwyeługzzctrz.1, znamienaytym. że przzewyyrace siasją bóazwyC recnmitująsię Oo jaOnaj ótacji ruchomaj w kaeOym oraaeaiala czaóu.

   2,. Sposybwyeługzzctrz.1, znamienaytym. że przzewyyrace siasją bóazwyC recnmitująsię z makóymalną luó ólióką makóymalnej mocą tranómióji oóiąnalną Ola wyóranaj ótacji óazowaj.

   22. Sposyb wyeług ζζι^. 1, dnamienay tym, ze 1racnmisją ζ^Ιίζιύ się pra. ugeyiu ortaonnalnych kanałbw Walóha.

   23. Sposybwyełιwzactrz. 22, znamienaytym. że stosyjąsię Saaeo z dttoonselneyh SocyCdw/ Walóha o ótałaj ózyókości tranómióji Oanych.

   24. Sposyb wyeług ιζη^. 1, dnamienay tym, ze 1racnmisją ζ^Ιΐζιΰ się pra. ugeyiu Μι—οwania kwsOraturowano z orzaóunięciam fazy.

   25. Sposybwyeługzactrz. 1 , znamienaytym. że jracemisjęreelizujesięprzz ugeyiukwyarałurowaj moOulacji amolituOy.

   26. Sposybwyeług zacirz.1 , znamienay tym, zea racemisjęreelizujesięprzzugeyiuwiącaikiej runkowaj.

   27. Spoośb wyeługzactrz.1 , znamienay tym, że donn jracemitujesiędostaaji rughomejw por kiatach Oanych.

   28. Sposybwyeługzzctrz.27,znamienaytym. że stosyjąsiępoCiejydoceyh o siatym roomiar rza Ola wózyótkich ózyókości tranómióji Oanych.

   PL 195 276 B1

   29. Sposób wedługzastrz. 22, znamienny tym, że pakiety danychtransmituje się w jednym I u b wielu pzztdzisUsch czssg.

   30. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, de stosuje się kaSddpakiet danychzawietający ssgUówek.

   31 .Sposóbwedługzastrz. 30, znamienny tym, żenasłówedtozppasszsię za pomocądługiego ksdu PN.

   32. Sposóbwedługzastrz. 30, znamienny tym, ze długośćnagłówkauzależniasięod szybkości rrsssmisji łssych.

   33. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, Ze ztosuje ztę kasety pakiet 2anych2awietającc jddssstki łssych, s ksdłą jddssstkę łssych iłdstyfikujd się pred. sumdr psrządkswy.

   34. Sposób według zastrz. 33, zaarnienny tyra, że transmituje się komunikaty negasywnego pstwidrdzdsis NACK łls jddssstdk łssych sidsddbrssych pizd. stscję ruchsmą.

   35. Sposób według zastrz. 34, znamienny tym, ze Γβ^3η3ϋΚ:υυο się zednostki danych nieodebrssd p^d. stscję ruchsmą zgsdsid . ksmusiksłsmi NACK.

   36. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że wysyła się dane do wszystkkch stacji bazowych .bioru sktywsdgo stscji ruchQmdj.

   37. Sposób według zastrz. 36, znam ienny t^r^, że przez wybraną sta^ę bazową ίΓθηεπϋυίθ się ss podstswid prdłykcyjsdgo okrdśldsis pozostsUych łssych.

   38. Sposób według zastrz. 1, znam ienny tym, że odbiera się sygnał ρΐ^ον^ z każdej co n^jj msidj jdłsdj stscji bszowdj, midrzy się stosusdk C/I łls sygssłów piętowych . cg ssjmsidj jdłsdj stscji bszowdj, łokosujd się wyboru stscji bszowdj ss podstswid zdspoUu psrsmdłrów, zswidrsjącdgo midreosy stosusdk C/I, iłdstyfikujd się wybrssą stscję bszową, wysyłs się komusiksf dądssis łssych ło wybrssdj stscji bszowdj okrdsowo przdz Uąc.d zwrotsd i ołbidrs się łssd . wybrssdj stscji bszowdj . szybkością trsssmisji łssych zgodsid . komusikstdm dądssis łssych.

   39. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że pomiar. wybó^ identyłikacje i wysyyanie reslizujd się w ksdłym przddzisld czssu, sd ło zskończdsis trsssmisji łssych.

   40. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że wysyyanie reallz^e się przez pokrycie komusiksłu dądssis łssych przdz koł Wslshs ołpowisłsjący wybrssdj stscji bszowdj.

   41. Sposób według zastrz. 38, zn^r^ie^r^r^ar tym, że przez komunikaS żądania danych wskaz^e się dądssą szybkość trsssmisji łssych.

   42. Sposób według zastrz. 38, znamienny tym, że p^ez komunikaS żądania danych wskaz^e się jskość Uąc.s trsssmisyjsdgo.

   43. Sposób według zastrz. 38, znam ienny t^r^, że przez wybraną staccę bazową tι^^ry^rmtι^g^ się ło jddsdj stscji ruchomdj w ksdłym przddzisld czssu.

   44. Sposób według zastrz. 38, znam ienny t^r^, że przez wybraną sta^ę bazową tι^^ry^rmtι^g^ się . msksymslsą lub bliską msksymslsdj mocą trsssmisji osiągslsą łls wybrssdj stscji bszowdj.

   45. Sposób według zsstrz. 38, zaarnieaay tyra. że dane trassmituje się do stacci ruchomej w pskidłsch łssych, pray c.ym pskidły łssych trsssmitujd się w jdłsym lub widlu przddzisUsch czssu.

   46. Sposób wedk-iu z^^trr^. z5, znamienny tym, zd stosuje zię kaScty pakred Zanychzawierającc jddsostki łssych, s ksdłą jddsostkę łssych iłdstyfikujd się przdz sumdr porządkowy.

   47. Sposób według zastrz. 46, zaarnienny tyra. że transmiiuie się komunikaty negatywnego potwidrłzdsis NACK łls jdłsostdk łssych sidołdbrssych przdz stscję ruchomą.

   4,. Sposób według zastrz. 47, znamienny tym, że retransmituje się zednostki danych nieodebrssd przdz stscję ruchomą zgołsid . komusikstsmi NACK.

   49. Urządzenie do zransmiss danych pakietów o dużed szybkości znamienne tym, że zawiera ssłsjsik w ksdłdj co ssjmsidj jdłsdj stscji bszowdj (4) ło ssłswssis komusikstów wywoływssis w sygssld łąc.s przdsyUowdgo ło stscji ruchomdj (6) i ołbiorsik w stscji ruchomdj (6) ło ołbioru komusikstów wywoływssis i wykosywssis pomisrów stósusku C/I łls sygssłów łąc.s przdsyUowdgo . ssłsjsików w co ssjmsidj jdłsdj stscji bszowdj (4), ło którego jdsr łoUączosy stórowsik (76) w ksdłdj co ssjmsidj jdłsdj stscji ruchomdj (6), łls ołbioru pomisrów stósusku C/I i iłdstyfikscji wybrssdj stscji bszowdj (4) ss połstswid pomisrów stósusku C/I, ssłsjsik w stscji ruchomdj (6) łoUączosy ło stórowsiks (76) łls ssłswssis komusikstów dąłssis łssych okresowo przdz Uąc.d zwrotsd, s ssłsjsik w wybrssdj stscji bszowdj (4) jdsr .łolsy ło ssłswssis łssych o szybkości rrassmisji zgołsid . komusikstóm dąłssis łssych.

   PL 195 276 B1

   50. Urządzenie według zastrz. 49, znamienne tym, że odbiornik jest zdolny do wykonywania pomiarów stosunku C/I w każdym przedziale czasu, a sterownik jest zdolny do identyfikacji wybranej stacji bazowej w każdym przedziale czasu.

   51. Urządzenie według zastrz, 49, znamienne tym, że odbiornik jest zdolny do pomiarów stosunku C/I przy uwzględnieniu odebranej wartości bitu aktywności przesyłania.

   52. Urządzenie według zastrz. 49, znamienne tym, że nadajnik w stacji ruchomej zawiera element pokrycia (624) Walsha do pokrycia komunikatu żądania danych przez kod Walsha odpowiadający wybranej stacji bazowej (4).

   53. Urządzenie według zasirz. 49, znamienne tym, że każda co najmniej jedna st^cca zawiera kolejkę (40) do przechowywania danych.

   54. Urządzenie do transmisjj danych pakietów o dużej szybkość^ znamienne t^i^, że zawiera układ odbioru komunikatu wywoływania informacji o bieżącej transmisji danych z co najmniej jednej stacji bazowej (4), dołączony do układu pomiaru stosunku sygnału do szumu i zakłóceń C/I dla sygnałów łącza przesyłowego z co najmniej jednej stacji bazowej (4), dołączonego do układu wyboru stacji bazowej (4) na podstawie zespołu parametrów, zawierającego mierzony stosunek C/I, który jest dołączony do układu identyfikacji wybranej stacji bazowej 4, dołączonego do układu do wysyłania komunikatu żądania danych do wybranej stacji bazowej (4) okresowo przez łącze zwrotne i zawiera układ odbioru danych z wybranej stacji bazowej (4) z szybkością transmisji danych zgodnie z tym komunikatem żądania danych.