RO121884B1 - Metodă şi aparat pentru transmisia de pachete de date cu debit mare - Google Patents

Abstract

Prezenta invenţie se referă la o metodă ?i laun aparat pentru transmisia de pachete de date cudebit mare. Metoda conţine pa?ii de măsurare la staţia mobilă (6) a unei staţii de bază (4) pe baza unui set de parametri, selectarea la staţia mobilă (6) a unei staţii de bază (4) pe bazaunui set de parametri, trimiterea unui mesaj de date cerut de la staţia mobilă (6) la staţia de bază (4) selectată ?i recepţionarea datelor de la staţia de bază (4) selectată la staţia mobilă (6), la un debit de date potrivit cu numitulmesaj de date cerut. Aparatul conţine un transmiţător în interiorul fiecărei staţii de bază (4), pentru transmiterea semnalelor (50) legăturii directe la staţia mobilă (6), un receptor în interiorul staţiei mobile (6), astfel dispus încât să genereze măsurări C/I ale semnalelor (50) legăturii directe dintre un controler (76) îninteriorul staţiei mobile (6), amplasat pentru arecepţiona măsurările C/I, controlerul (76) fiind dispus astfel încât să selecteze o staţiede bază (4) selectată din cel puţin o staţie de bază (4), pe baza măsurătorilor de C/I, ?i un transmiţător în interiorul staţiei mobile (6), care transmite un mesaj cerut de date la staţia de bază (4) selectată, transmiţătorul din interiorul staţiei de bază (4) selectate transmite date, la un debit de date potrivit cu mesajul cerut de date.

Description

Prezenta invenție se referă la comunicarea de date. Mai particular, prezenta invenție se referă la o metodă și la un aparat pentru transmisia de pachete de date cu debit mare.

Sistemele de comunicare moderne sunt solicitate ca suport la o mulțime de aplicații. Unul dintre astfel de sisteme de comunicare este un sistem de comunicare cu acces multiplu cu diferență de cod (CDMA), conform “TIA/EIA/IS-95 Standardul compatibilității stației cu stația de bază mobilă pentru sistemul celular spectru cu bandă largă cu două moduri de funcționare”, la care ne vom referi ca standard IS-95. Sistemul CDMA permite comunicarea de date și vocală între utilizatori peste o legătură terestră. Folosirea tehnicilor CDMA în sistemele de comunicare cu acces multiplu este descrisă în brevetul US 4901307, cu titlul “ Sistem de comunicare cu acces multiplu și spectru larg utilizând satelit sau repetori tereștri” și brevetul US 5103459, cu titlul “ Sistem și metodă pentru generarea formelor de undă într-un sistem de telefonie celular CDMA”, amândouă înregistrate de solicitantul prezentei invenții și încorporate în referințele bibliografice.

în această descriere, stația de bază se referă la un hardware cu care stația mobilă comunică. Celula se referă la hardware sau aria de acoperire geografică, depinzând de contextul în care termenul este folosit. Un sector este o partiție de celulă. Deoarece un sector al unui sistem CDMA are atributele celulei, tehnicile descrise în termeni pentru celule se extind rapid la sectoare.

în sistemul CDMA, comunicarea dintre utilizatori este condusă prin una sau mai multe stații de bază. Un prim utilizator pe o stație mobilă comunică cu un al doilea utilizator pe o a doua stație mobilă, prin transmiterea de date pe legătura inversă a unei stații de bază. Stația de bază primește datele și poate rula datele la altă stație de bază. Datele sunt transmise pe o legătură directă a aceleiași stații de bază, sau unei a doua stații de bază, pe a doua stație mobilă. Legătura directă se referă la transmisia de la stația de bază la o stație mobilă și legătura inversă se referă la transmisia de la stația mobilă la o stație de bază. în sistemele IS-95, legătura directă și legătura inversă sunt alocate la frecvențe separate.

Stația mobilă comunică cu cel puțin una din stațiile de bază în timpul unei transmisii. Stațiile mobile CDMA sunt capabile de comunicare cu stații de bază multiple simultan în timpul unui transfer fără întreruperi. Transferul fără întreruperi este procesul de stabilire unei legături cu o nouă stație de bază înaintea întreruperii legăturii cu stația de bază precedentă. Transferul fără întreruperi minimizează numărul de apeluri căzute. Metoda și sistemul pentru furnizarea unei comunicări cu o stație mobilă prin mai mult de o stație de bază, în timpul procesului unui transfer fără întreruperi, sunt descrise în brevetul US 5267261, cu titlul “Transfer fără întreruperi asistat mobil într-un sistem de telefonie celular CDMA”, înregistrat de solicitantul prezentei invenții și încorporat în referințele bibliografice.

Datorită cererii crescute de aplicații de date fără fir, nevoia de sisteme de comunicare de date fără fir foarte eficiente a crescut semnificativ. Standardul IS-95 este capabil de un trafic de transmisie de date și date vocale peste legăturile directe și inverse. O metodă de transmitere a traficului de date în cadrul de canale codate de mărime fixată este descrisă în detaliu în brevetul US 5504773, cu titlul “Metodă și aparat pentru formatarea de date pentru transmisie”, înregistrată de solicitantul prezentei invenții și încorporată în referințele bibliografice.

Potrivit cu standardul IS-95, traficul de date sau date vocale este partiționat în cadrul canalului de cod care are 20 ms lărgime cu debitul de date în jur de 14,4 Kbps.

O diferență semnificativă între serviciile vocale și serviciile de date este în aceea că primul impune cerințe de întârzieri fixe și stringente. Tipic, global, o întârziere de viteză trebuie să fie mai mică de 10 ms. în contrast, întârzierea de date poate deveni un parametru variabil, folosit să optimizeze eficiența sistemului de comunicare de date.

RO 121884 Β1

Specific, tehnicile de codare la corectarea erorilor mai eficient, care necesită întârzieri mai 1 mari ca acelea care pot fi tolerate de serviciile vocale, pot fi utilizate. O schemă de codare eficientă, exemplificată pentru date, este descrisă în cererea de brevet US 08/743688, cu 3 titlul”Decodor de ieșire cu decizie soft pentru decodarea cuvintelor de cod cu codaj convoluțional, înregistrată la 6 noiembrie 1996, înregistrată de solicitantul prezentei invenții 5 și încorporată în referințele bibliografice.

Altă diferență semnificativă între serviciile vocale și serviciile de date este aceea că 7 primul cere un nivel obișnuit și fix de servicii (GOS) pentru toți utilizatorii. Tipic, sistemele numerice asigură servicii vocale, acestea translatate într-un debit de transmisie egal și fix 9 pentru toți utilizatorii și o valoare tolerată maximă pentru debitele de erori ale cadrelor vocale, în contrast, pentru serviciile de date, GOS-ul poate fi diferit de la utilizator la utilizator și poate 11 fi un parametru care a optimizat creșterea eficienței globale a sistemului de comunicare de date. GOS-ul sistemului de comunicare de date este tipic definit ca o întârziere totală, creată 13 în transferul cantității de date predeterminate, la care ne vom referi aici ca pachet de date.

încă o altă diferență semnificativă între serviciile vocale și serviciile de date este 15 aceea că primul cere o legătură de comunicare trainică, care în sistemul de comunicare CDMA exemplificat este asigurată de transferul fără întreruperi. Transferul fără întreruperi 17 rezultă în transmisiile redundante de la două sau mai multe stații de bază ca să îmbunătățească stabilitatea. Oricum, această stabilitate adițională nu este cerută pentru 19 transmisiile de date, deoarece pachetele de date primite ca eroare pot fi retransmise. Pentru serviciile de date, puterea de transmisie folosită să suporte transferul fără întreruperi poate 21 fi mai eficient folosită pentru transmisia datelor adiționale.

Parametrii care măsoară calitatea și eficacitatea sistemului de comunicare de date 23 sunt ceruți de întârzierea de transmitere la transferul pachetului de date și debitul rezultat mediu al sistemului. întârzierea de transmisie nu poate avea același impact în comunicarea 25 de date cum ar fi pentru comunicarea vocală, dar este important pentru măsurarea calității sistemului de comunicare de date. Debitul rezultat mediu este o măsură de eficiență a 27 capacității transmisiei de date a sistemului de comunicare.

Este binecunoscut că în sistemele celulare semnalizarea și coeficientul de 29 interferență C/l și orice utilizator dat este o funcție de locație a utilizatorului prin aria de acoperire. în spiritul menținerii unui nivel dat al serviciului, sistemele TDMA și FDMA 31 apelează la tehnici de refolosire a frecvenței, cu alte cuvinte, nu toate canalele de frecvență și/sau intervale de timp sunt folosite în fiecare stație de bază. într-un sistem CDMA, aceeași 33 alocare de frecvență este reutilizată în fiecare celulă a sistemului, pentru îmbunătățirea frecvenței globale. C/l-ul realizat la orice utilizator de stație mobilă determină debitul 35 informației ce poate fi suportat pe această legătură particulară de la stația de bază la stația mobilă a utilizatorului. Se dau modularea specifică și metoda de corecție a erorii, folosită 37 pentru transmisie, care la prezenta invenție caută să optimizeze transmisiile de date, la un nivel dat de performanță, ce este realizat la un nivel corespondent de C/l. Pentru un sistem 39 celular idealizat, cu celule hexagonale amplasate și utilizând o frecvență obișnuită în fiecare celulă, distribuția de C/l realizată cu celule idealizate poate fi calculată. 41

C/l-ul realizat pentru orice utilizator dat este o funcție de atenuare a propagării, care pentru sistemele celulare terestre crește de la r³ la r⁵, unde r este distanța de la sursa de 43 radiație. Mai mult decât atât, atenuarea propagării este în funcție de variațiile întâmplătoare datorate muncii manuale sau obstrucțiilor naturale la propagarea undelor radio. Aceste 45 variații întâmplătoare sunt modelate tipic ca un proces întâmplător ecranat logaritmic normal cu o deviație standard de 8 dB. Distribuția C/l ce rezultă, realizată pentru o amplasare de 47 celule hexagonale idealizate, cu antene la stația de bază omni-direcționate, legea de propagare r⁴ și procesul de ecranare cu deviația standard de 8 dB sunt arătate în fig. 10. 49

RO 121884 Β1

Distribuția obținută C/l poate fi realizată numai dacă, la orice secundă în timp și în orice loc, stația mobilă este servită de cea mai bună stație de bază, care este definită ca realizând cea mai mare valoare C/l, fără legătură cu distanța fizică la fiecare stație de bază. Datorită naturii întâmplătoare a atenuării propagării, descrisă mai sus, semnalul C/l cu cea mai mare valoare poate fi unul care este altul decât distanța fizică minimă de la stația mobilă, în contrast, dacă o stație mobilă a comunicat numai prin stația de bază de la distanța minimă, C/l-ul poate fi substanțial degradat. Este deci în beneficiul staților mobile să comunice de la cea mai bună stație de bază de serviciu oricând, ele realizând optimul valorii C/l. Se poate de asemenea observa că mărimea valorii de C/l-ului realizat, în modelul idealizat mai sus și arătat în fig. 10, este astfel încât diferența dintre cea mai mare și cea mai mică valoare realizată poate fi mai mare decât 10000. în implementarea practică, mărimea este de obicei limitată la aproximativ 1:100 sau 20 dB. Este deci posibil pentru o stație de bază CDMA să servească stațiile mobile cu informații binare, care pot la fel de mult la un factor de 100, conform următoarei relații:

(1) unde R_b reprezintă procentul de date la o stație mobilă particulară, W este lărgimea benzii totale ocupată de un semnal de spectru larg, și Ε/Ιθ este energia pe bit pentru densitatea interferenței cerute să realizeze nivelul dat de performanță. De exemplu, dacă un semnal de spectru larg ocupă lărgimea benzii W de 1,2288 MHz și realizează comunicarea cerută la o medie Ε/Ι_ο egală cu 3 dB, atunci o stație mobilă care realizează o valoare de 3 dB la cea mai bună stație de bază poate comunica la un coeficient de date de 1,2288 Mbps. De pe altă parte, dacă o stație mobilă este subiectul unei interferențe substanțiale de la stațiile de bază adiacente și poate realiza numai un C/l de -7 dB, comunicarea eficientă nu poate fi obținută la un coeficient mai mare de 122,88 Kbps. Un sistem de comunicare destinat să optimizeze media rezultată din încercările care să servească fiecare utilizator îndepărtat, de la cea mai bună stație de bază de serviciu și la cel mai mare procent de date R_b, pe care utilizatorul îndepărtat îl poate suporta sigur. Sistemul de transmisie de date al prezentei invenții exploatează caracteristicile citate mai sus și optimizează datele realizate de la stațiile de bază CDMA la stațiile mobile.

Prezenta invenție se referă la o metodă și la un aparat îmbunătățit și nou, pentru transmisia de pachete de date cu debit mare, într-un sistem CDMA. Prezenta invenție îmbunătățește eficiența unui sistem CDMA, prin asigurarea, pentru mijloacele de transmitere, a datelor pe legături directe și inverse. Fiecare stație mobilă comunică cu una sau mai multe stații de bază și monitorizează canalele de control pentru durata comunicării cu stațiile de bază. Canalele de control pot fi folosite, pe stațiile de bază, să transmită cantități mici de date, mesaje apelate, adresate la o stație mobilă specifică, și mesaje de comunicație radio la toate stațiile mobile. Mesajul apelat informează stația mobilă că stația de bază are o mare cantitate de date să transmită la stația mobilă.

Metoda pentru transmisia de pachete de date cu debit mare de la cel puțin o stație de bază la o stație mobilă conține pașii de:

- măsurarea la stația mobilă a unei stații de bază pe baza unui set de parametri;

- selectarea la stația mobilă a unei stații de bază pe baza unui set de parametri;

- trimiterea unui mesaj de date cerut de la stația mobilă la stația de bază selectată Și

- recepționarea datelor de la stația de bază selectată la stația mobilă la un debit de date potrivit cu numitul mesaj de date cerut.

RO 121884 Β1

Aparatul pentru aplicarea metodei pentru transmisia de pachete de date cu debit 1 mare de la cel puțin o stație de bază la o stație mobilă conține:

- un transmițător în interiorul fiecărei stații de bază, pentru transmiterea semnalelor 3 legăturii directe la stația mobilă;

- un receptor în interiorul stației mobile, astfel dispus încât să genereze măsurări C/l 5 ale semnalelor legăturii directe;

- un controler în interiorul stației mobile, amplasat pentru a recepționa măsurările C/l, 7 controlerul fiind dispus astfel încât să selecteze o stație de bază, selectată din cel puțin o stație de bază, pe baza măsurătorilor de C/l; și 9

- un transmițător în interiorul stației mobile, care transmite un mesaj cerut de date la stația de bază selectată, transmițătorul din interiorul stației de bază selectate transmite date 11 la un debit de date potrivit cu mesajul cerut de date.

Un obiect al prezentei invenții este utilizarea îmbunătățită a capacității de legături 13 directe și inverse în sistemul de comunicare a datelor. Până la primirea mesajelor apelate de la una sau mai multe stații de bază, stația mobilă măsoară semnalizarea și coeficientul 15 de interferență (C/l), ale semnalelor de legătură directe (de exemplu semnale pilot pe legătura directă), la fiecare interval de timp și selectează stația de bază cea mai bună, 17 folosind un set de parametri care pot cuprinde măsurări prezente și anterioare de C/l. într-o variantă exemplificată, la fiecare interval de timp, stația mobilă transmite la stația de bază 19 pe un canal de apel date dedicat (DRC), selectând o cerere pentru transmisia la un mare debit de date care măsoară C/l admisibil. Stația de bază selectează datele transmise, în 21 pachete de date, la un debit de date care nu depășește debitul de date primit de la stația mobilă pe canalul DRC. Prin transmiterea de la cea mai bună stație de bază, la fiecare 23 interval de timp, sunt realizate fără întârzieri de transmisie și rezultate îmbunătățite.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este îmbunătățirea performanței de transmitere 25 de la stația de bază, selectată la puterea maximă de transmitere, pentru durata unuia sau mai multe intervale de timp, la o stație mobilă la un debit de date cerut de stația mobilă. în 27 sistemul de comunicare CDMA exemplificat, stațiile de bază operează la etalonare predeterminată (de exemplu 3 dB), de la puterea de transmisie disponibilă să numere 29 variațiile în utilizare. Oricum, în prezenta invenție, de când transmisiile de date cu viteze mari sunt programate și puterea de obicei nu este împărțită (de exemplu între transmisii), nu este 31 necesar să etaloneze de la puterea maximă de transmisie disponibilă.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este creșterea eficienței în a permite stațiilor de 33 bază să transmită pachetele de date la fiecare stație mobilă, pentru un număr variabil de intervale de timp. Abilitatea ca să transmită de la diferite stații de bază de la interval de timp 35 la interval de timp permite sistemului de comunicare a datelor al prezentei invenții să adopte repede schimbările față de mediul înconjurător. în plus, abilitatea de a transmite un pachet 37 de date peste intervalele de timp neînvecinate este posibilă în prezenta invenție, deoarece se folosește numărul secvenței să identifice unitățile de date cu un pachet de date. 39

Un alt obiectiv al prezentei invenții este creșterea flexibilității, prin direcționarea pachetelor de date adresate la o stație mobilă specifică de la o stație de control centrală, la 41 toate stațiile de bază care sunt membre ale setului activ a stației mobile. în prezenta invenție, transmisiile de date se pot face de la orice stație de bază în setul activ al stației mobile, la 43 fiecare interval de timp. De când fiecare stație de bază conține un șir care conține datele care urmează să fie transmise la stația mobilă, eficiența transmiterii legăturii directe poate 45 fi făcută cu un minimum de întârziere de la procesare.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este să se realizeze un mecanism de retransmisie 47 pentru unitățile de date primite ca eroare. într-o variantă exemplificată, fiecare pachet de date

RO 121884 Β1 conține un număr predeterminat de unități de date, fiecare unitate de date se identifică printrun număr de secvență. Până la recepția incorectă a unuia sau mai multe unități de date, stația mobilă trimite o confirmare negativă (NACK) pe un canal de date cu legături inverse, indicând numerele de secvențe ale unităților de date lipsă, pentru retransmisia de la stația de bază. Stația de bază primește mesajul NACK și îl poate retransmite unităților de date care au primit eroarea.

Un alt obiectiv al prezentei invenții pentru stația mobilă este să selecteze cea mai bună stație de bază dintre candidate pentru comunicarea bazată pe procedura descrisă în cererea de brevet US 08/790497, cu titlul “Metodăși aparat pentru realizarea transferului fără întreruperi într-un sistem de comunicație fără fir”, înregistrată pe 29 ianuarie 1997, având același solicitant cu al prezentei invenții și încorporată în datele bibliografice de aici. într-o variantă exemplificată, stația de bază poate fi adăugată la un set activ de stații mobile dacă semnalul pilot primit este sub un prag predeterminat adăugat și coboară de la un set activ dacă semnalul pilot este mai jos de un prag predeterminat. într-o variantă alternativă, stația de bază poate fi adăugată setului activ dacă energia adițională a stației de bază (de exemplu ca măsură a semnalului pilot) și energia stațiilor de bază în setul activ depășește pragul predeterminat. Folosind această variantă alternativă, o stație de bază care transmite energia conține o cantitate nesubstanțială de energie totală primită la stația mobilă nu este adăugată la setul activ.

Un alt obiectiv al prezentei invenții pentru stațiile mobile este să transmită debitul de date cerut pe un canal DRC, astfel încât stația de bază selectată printre stațiile de bază în comunicare cu stația mobilă este capabilă să distingă mesajele DRC, astfel că asigură transmisia legăturilor directe la orice interval de timp dat de la stația de bază selectată. într-o variantă exemplificată, fiecărei stații de bază în comunicare cu stația mobilă îi este atribuit un cod unic Walsh. Stația mobilă acoperă mesajul DRC cu codul Walsh corespunzător stației de bază selectat. Alte coduri pot fi folosite să acopere mesajele DRC, deși coduri ortogonale sunt de obicei utilizate și codurile Walsh sunt preferate.

Trăsăturile, obiectivele și avantaje prezentei invenții vor fi mai bine înțelese din descrierea detaliată a invenției, în legătură cu desenele, care reprezintă:

- fig. 1 este o diagramă a sistemului de comunicare, conținând o mulțime de celule, o mulțime de stații de bază și o mulțime de stații mobile;

- fig. 2 este o diagramă bloc, exemplificată, a subsistemelor sistemului de comunicare de date, a prezentei invenții;

- fig. 3 A-3B sunt o diagramă bloc a unei arhitecturi exemplificate de legături directe ale prezentei invenții;

- fig. 4A este o diagramă a unei structuri cadru de legături directe, exemplificate, a prezentei invenții;

- fig. 4B-4C sunt diagrame ale unui canal de trafic direct exemplificat și respectiv un canal de control de putere;

- fig. 4D este o diagramă a unui pachet marcat al prezentei invenții;

- fig. 4E-4G sunt diagrame a două pachete de date exemplificate formate și respectiv capsula canalului de control;

- fig. 5 este o diagramă de timp exemplificată, care arată transmisia unui pachet cu debit mare pe o legătură directă;

- fig. 6 este o diagramă bloc a unei arhitecturi de legături inverse exemplificate, a prezentei invenții;

- fig. 7A este o diagramă a unei structuri cadru de legături inverse exemplificate, a prezentei invenții;

RO 121884 Β1

- fig. 7B este o diagramă a canalului de acces de legături inverse exemplificat;1

- fig. 8 este o diagramă de timp exemplificată, arătând transmisia de date cu debit mare pe o legătură inversă;3

- fig. 9 este o diagramă de stare exemplificată, arătând tranziția între diferite stări de operare a stației mobile, și5

- fig. 10 este o diagramă a funcției de distribuție cumulative (CDF) a distribuției C/l într-o organizare celulară hexagonală ideală.7

Potrivit cu o variantă exemplificată a sistemului de comunicare de date al prezentei invenții, transmisia de date prin legătură directă are loc de la o stație de bază la o stație 9 mobilă (vezi fig. 1) la sau aproape de debitul maxim de date care poate fi suportat de legătura directă și sistem. Comunicarea de date cu legătură inversă poate avea loc de la o 11 stație mobilă la una sau mai multe stații de bază. Calcularea debitului maxim de date pentru transmisia cu legătură directă este descrisă în detaliu mai jos. Datele sunt partiționate în 13 pachete de date, fiecare pachet de date fiind transmis peste unul sau mai multe intervale de timp (sau intervale). La fiecare interval de timp, stația de bază poate transmite datele direct 15 la orice stație mobilă care este în comunicare cu stația de bază.

Inițial, stația mobilă stabilește comunicarea cu o stație de bază, folosind o procedură 17 de acces predeterminată. în această stare conectată, stația mobilă poate primi mesaje de control și date de la stația de bază, și poate să transmită mesaje de control și date la stația 19 de bază. Stația mobilă apoi monitorizează legătura directă pentru transmisia de la stațiile de bază în setul activ de stații mobile. Setul activ conține o listă de stații de bază în comunicare 21 cu stația mobilă. Specific, stația mobilă măsoară semnalizarea și coeficientul de interferență (C/l) a pilotului legăturii directe de la stațiile de bază în setul activ, ca răspuns la stația 23 mobilă. Dacă semnalul pilot primit este deasupra unui prag predeterminat crescut sau sub un prag predeterminat scăzut, stația de bază raportează aceasta la o stație de bază. 25 Mesajele subsecvențiale de la stația de bază direct la stația mobilă adaugă sau șterg stațiile de bază la sau de la setul activ respectiv. Stările de operare variate ale stației mobile sunt 27 descrise mai jos.

Dacă acolo nu sunt date de trimis, stația mobilă se întoarce la o stare nedefinită și 29 se întrerupe transmisia informației debitului de date la stația/stațiile de bază. în timp ce stația mobilă este într-o stare nedefinită, stația mobilă monitorizează canalul de control de la unul 31 sau mai multe stații de bază în setul activ pentru mesaje apelate.

Dacă sunt date să fie transmise la stația mobilă, datele sunt trimise la un controler 33 central la toate stațiile de bază în setul activ și stocate în șirul de la fiecare stație de bază. Mesajul apelat este apoi trimis la una sau mai multe stații de bază la stația mobilă pe 35 canalele de control respective. Stația de bază poate transmite toate mesajele astfel apelate în același timp peste mai multe stații de bază, în scopul asigurării recepției chiar atunci când 37 stația mobilă este între două stații de bază. Stația mobilă demodulează și decodează semnalele pe unul sau mai multe canale de control să primească mesajele apelate. De la 39 decodarea mesajelor apelate, și pentru fiecare interval de timp până când transmisia de date este completă, stația mobilă măsoară C/l-ul semnalelor de legătură directă de la stațiile de 41 bază în setul activ, ca primit la stația mobilă. C/l-ul semnalelor de legătură directă poate fi obținut prin măsurarea semnalelor pilot respective. Stația mobilă apoi selectează cea mai 43 bună stație de bază pe baza unui set de parametri. Setul de parametri poate conține măsurări de C/l prezente și anterioare și rate ale erorii bitului și rate ale erorii pachetului. De 45 exemplu, cea mai bună stație de bază poate fi selectată pe baza măsurării mari de C/l. Stația mobilă apoi identifică cea mai bună stație de bază și transmite la stația de bază selectată 47 un mesaj cerut de date (la care ne vom referi ca un mesaj DRC) pe canalul de date cerut

RO 121884 Β1 (la care ne vom referi ca un canal DRC). Mesajul DRC poate conține debitul de date cerut sau, alternativ, o indicație a calității canalului de legături directe (de exemplu, măsurătoarea C/l ea însăși, rata erorii bitului sau rata erorii pachetului). într-o variantă preferată, stația mobilă poate direct transmite mesajul DRC la o stație de bază specifică, prin folosirea codului Walsh, care identifică în mod unic stația de bază. Simbolurile mesajului DRC sunt exclusiv OR’ed (XOR) cu codul unic Walsh. De când fiecare stație de bază în setul activ al stației mobile este identificat cu un cod unic Walsh, numai stația de bază selectată care activează operația XOR de identificare ca activată de stația mobilă, cu codul Walsh corect, poate decodifica corect mesajul DRC. Stația de bază folosește informația de control al debitului de la fiecare stație mobilă ca să eficiențizeze datele transmise prin legătură directă la cel mai mare debit posibil.

La fiecare interval de timp, stația de bază poate selecta orice stații mobile apelate pentru transmisia datelor. Stația de bază apoi determină debitul de date la care să transmită datele la stația mobilă selectată pe baza celei mai recente valori a mesajului DRC primit de la stația mobilă. în plus, stația de bază identifică în mod unic o transmisie la o stație mobilă particulară, prin folosirea unui cod de dispersie care este unic la acea stație mobilă. într-o variantă exemplificată, acest cod de dispersie este un zgomot pseudo lung (PN) care este definit de standardul IS-95.

Stația mobilă, pentru care pachetul de date este îndreptat, primește datele transmise și decodează pachetul de date. Fiecare pachet de date conține o mulțime de unități de date, într-o variantă exemplificată, o unitate de date conține opt biți de informație, deși numerele unităților de date diferite pot fi definite și sunt în spiritul prezentei invenții. într-o variantă exemplificată, fiecare unitate de date este asociată cu un număr de secvență și stațiile mobile sunt capabile să identifice transmisiile lipsă sau duplicate. în astfel de cazuri, stațiile mobile comunică prin canalul de date cu legături inverse numerele de secvențe ale unităților de date lipsă. Contolerii stației de bază, care primesc mesajele de date de la stațiile mobile, indică apoi toate stațiile de bază care comunică cu această stație mobilă particulară, la care unitățile de date nu sunt primite de la stația mobilă. Stațiile de bază apoi programează o retransmisie unor astfel de unități de date.

Fiecare stație mobilă în sistemul de comunicare a datelor poate comunica cu stații de bază multiple, pe legătura inversă. într-o variantă exemplificată, sistemul de comunicare a datelor din prezenta invenție suportă un transfer fără întreruperi și transfer și mai ușor pe legătura inversă, pentru diverse motive. în primul rând, transferul fărăîntreruperi nu consumă capacitatea adițională pe legătura directă, dar permite totuși staților mobile să transmită datele la un nivel minim de putere, astfel încât cel puțin una din stațiile de bază să poată sigurdecoda datele. în al doilea rând, recepția semnalelor de legătură inversă prin mai multe stații de bază crește eficiența transmisiei și nu mai cere hardware adițional la stațiile de bază, într-o variantă exemplificată, capacitatea legăturii directe a sistemului de transmisie a datelor a prezentei invenții este determinat de debitul cerut la stațiile mobile. Amplificările adiționale în capacitatea legăturii directe pot fi realizate prin folosirea antenelor adiționale și/sau filtrelor spațiale adaptive. Un exemplu de metodă și aparat pentru realizarea transmisiilor direcționale sunt descrise în cererea de brevet US 08/575049, cu titlul “Metodă și aparat pentru determinarea debitului transmisiei de date într-un sistem de comunicare cu multipli utilizatori”, înregistrat în 20 decembrie 1995 și cererea de brevet US 08/925521, cu titlul “ Metodă și aparat pentru furnizarea de fascicule ortogonale, sectoare și picocelule”, înregistrat la 8 septembrie 1997, amândouă înregistrate de solicitantul prezentei invenții și încorporate în referințele bibliografice.

RO 121884 Β1

Referitor la fig. 1 este prezentat un sistem de comunicare a datelor exemplificat în 1 prezenta invenție, care conține celule multiple 2a-2g. Fiecare celulă 2 este în serviciul stației de bază 4 corespunzătoare. Diverse stații mobile 6 sunt dispersate prin sistemul de 3 comunicare a datelor. într-o variantă exemplificată, fiecare din stațiile mobile 6 comunică cu cel mult o stație de bază 4 pe legătura directă, la fiecare interval de timp, dar poate fi în 5 comunicare cu una sau mai multe stații de bază 4 pe legătura inversă, depinzând dacă stația mobilă 6 este în transfer fără întreruperi. De exemplu, stația de bază 4a transmite datele 7 exclusiv la stația mobilă 6a, stația de bază 4b transmite datele exclusiv la stația mobilă 6b, și stația de bază 4c transmite datele exclusiv la stația mobilă 6c pe legătura directă, la 9 intervalul de timp n. în fig. 1, linia continuă cu săgeată indică o transmisie de date de la stația de bază 2 la stația mobilă 6. O linie întreruptă cu săgeată indică că stația mobilă 6 a 11 primit semnalul pilot, dar nu a transmis datele de la stația de bază 4. Comunicarea prin legătura inversă nu este arătată în fig. 1, pentru simplificare. 13

Cum este arătat în fig. 1, fiecare stație de bază 4 transmite preferențial datele la o stație mobilă 6 la orice moment dat. Stațiile mobile 6, în special acele situate lângă o celulă 15 de margine, pot primi semnale pilot de la multiple stații de bază 4. Dacă semnalul pilot este deasupra unui prag predeterminat, stația mobilă 6 poate cere ca stația de bază 4 să fie 17 adăugată la setul activ al stației mobile 6. într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 poate primi transmisia datelor de la zero la unul din membrii setului activ. 19

O diagramă bloc, care ilustrează subsistemul de bază al sistemului de comunicare a datelor din prezența invenție, este arătată în fig. 2. Controlerul stației de bază 10 21 interferează cu interfața rețelei pachetului 24, PSTN30, și stațiile de bază 4 în sistemul de comunicare a datelor (numai o stație de bază 4 este arătată în fig. 2 pentru simplificare). 23 Controlerul stației de bază 10 coordonează comunicarea între stațile mobile 6 în sistemul de comunicare a datelor și alți utilizatori conectați la interfața rețelei pachet 24 și PSTN 30. 25

PSTN 30 interfațează cu utilizatorii prin rețeaua telefonică standard (nu este arătat în fig. 2).

Controlerul stației de bază 10 conține multe elemente selectoare 14, deși numai unul 27 este arătat în fig. 2, pentru simplificare. Un element selector 14 este destinat să controleze comunicarea dintre una sau mai multe stații de bază 4 și o stație mobilă 6. Dacă elementul 29 selector 14 nu a fost solicitat la stația mobilă 6, procesorul de control chemare 16 este informat de necesitate la stația mobilă apelată 6. Procesorul de control chemare 16 apoi 31 direcționează stația de bază 4 la stația mobilă apelată 6.

Sursa de date 20 conține date care vor fi transmise la stația mobilă 6. Sursa de date 33 20 asigură datele la interfața rețelei pachet 24. Interfața rețelei pachet 24 primește datele și rulează la elementul selector 14. Elementul selector 14 trimite datele la fiecare stație de bază 35 în comunicare cu stația mobilă 6. Fiecare stație de bază 4 menține șirul de date 40 care conține datele ce vor fi transmise la stația mobilă 6. 37 într-o variantă exemplificată, pe legătura directă, pachetul de date se referă la o cantitate predeterminată de date, care sunt independente de debitul de date. Pachetul de 39 date este formatat cu alți biți de codare și control, și codificat. Dacă transmisia de date trece peste multiple canale Walsh, pachetul codificat este demultiplexat în cursuri paralele, cu 41 fiecare curs este transmis peste un canal Walsh.

Datele sunt trimise, în pachete de date, de la șirul de date 40 la elementul de canal 43 42. Pentru fiecare pachet de date, elementul de canal 42 inserează câmpurile de control necesare. Pachetul de date, câmpurile de control, biții secvențiali de verificare a cadrului și 45 biții din coadă codați formează pachetul formatat. Elementul de canal 42 apoi codifică unul sau mai multe pachete și distribuie intercalat (aprovizionează) simboluri în pachetele 47

RO 121884 Β1 codificate. Apoi, pachetele distribuite intercalat sunt demodulate cu o secvență de demodulare, acoperită cu acoperitori Walsh, și răspândită cu un cod PN lung și coduri PN, și PN_q scurte. Datele răspândite sunt modulate în cuadratură, filtrate și amplificate de un transmiter cu unitatea RF 44. Semnalul de legătură directă este transmis prin aer cu antena 46 pe legătura directă 50.

La stația mobilă 6, semnalul de legătură directă este recepționat de antena 60 și rulat la receptor prin capătul din față 62. Receptorul filtrează, amplifică, demodulează în cuadratură, și cuantifică semnalul. Semnalul numeric este furnizat demodulatorului (DEMOD) 64, unde este dispersat cu codul PN lung și codurile PN, și PN_Q scurte, descoperit de acoperitorile Walsh, și demodulat cu secvența de demodulare identică. Datele demodulate sunt furnizate decodorului 66, care realizează inversarea funcțiilor de procesare a semnalului dat la o stație de bază 4, specifică redistribuției, decodificării și funcțiilor de verificare a cadrului. Datele decodificate sunt furnizate la ieșirea de date 68. Hardware-ul, cum a fost descris mai sus, suportă transmisii de date, comunicații video, vocale, apeluri și alte comunicații pe legătura directă.

Funcțiile de programare și control ale sistemului pot fi completate cu multe implementări. Locația programatorului de canal 48 este dependentă dacă un control distribuit sau centralizat/procesare programată este dorită. De exemplu, pentru procesarea distribuită, programatorul de canal 48 poate fi situat în fiecare stație de bază 4. în schimb, pentru procesare centralizată, programatorul de canal 48 poate fi situat în controlerul stației de bază 10 și poate fi solicitat să coordoneze transmisiile de date ale multiplelor stații de bază 4. Alte implementări ale funcțiilor descrise mai sus pot fi studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

Cum este arătat în fig. 1, stațiile mobile 6 sunt dispersate în sistemul de comunicație de date și pot fi în comunicație cu nici o stație sau o stație de bază 4 pe o legătură directă, într-o variantă exemplificată, programatorul de canal 48 coordonează transmisiile de date pe legătura directă a unei stații de bază 4. într-o variantă exemplificată, programatorul de canal 48 conectat la șirul de date 40 și elementul de canal 42 cu stația de bază 4 și primește numărul șirului, care este indicativul cantității de date de transmis la stația mobilă 6, și mesajele DRC de la stațiile mobile 6. Programatorul de canal 48 programează transmisiile cu debit mare, astfel că sistemul reușește să transmită maximum de date cu un minim de întârzieri de transmisie și se optimizează.

într-o variantă exemplificată, transmisia de date este programată, bazată în parte pe calitatea legăturii de comunicare. Un exemplu de sistem de comunicare care selectează debitul de transmisie bazat pe calitatea legăturii este descris în cererea de brevet US 08/741320, cu titlul “Metodă și aparat pentru realizarea comunicării de date cu viteză mare într-un mediu celular”, înregistrat în 11 septembrie 1996, înregistrată de solicitantul prezentei invenții șiîncorporatăîn referințele bibliografice. în prezenta invenție, programarea comunicării de date poate fi bazată pe considerente în plu,s cum ar fi GOS-ul utilizatorului, mărimea șirului, tipul de date, cantitatea de întârzieri deja experimentate și debitul erorilor la transmisiile de date. Aceste considerente sunt descrise în detaliu în cererea de brevet US 08/798951, cu titlul “Metodă și aparat pentru programarea debitului, înregistrată la 11 februarie 1997, și cererea de brevet US, cu titlul “ Metodă și aparat pentru programarea debitului pe legătură inversă”, înregistrată la 20 august 1997, amândouă înregistrate de solicitantul prezentei invenții și încorporate în referințele bibliografice. Alți factori pot fi considerați în transmisiile de date programate și sunt în spiritul prezentei invenții.

Sistemul de comunicare a datelor din prezenta invenție suportă date și transmisii de mesaje pe legătura inversă. Cu stația mobilă 6, controlerul 76 procesează transmisia de date

RO 121884 Β1 sau mesaje prin rularea datelor sau mesajelor la codificatorul 72. Controlerul 76 poate fi 1 implementat într-un microcontroler, microprocesor, cip de procesare a mesajului (DSP) sau un ASIC programat să realizeze funcția descrisă mai sus. 3 într-o variantă exemplificată, codificatorul 72 codifică mesajul conținând formatul de date semnalizat Blank și Burst, descris în brevetul menționat mai sus, brevet US 5504773. 5

Codificatorul 72 apoi generează și anexează un set de biți CRC, anexează un set de biți din coadă codați, codifică datele și biții anexați, și distribuie simbolurile cu date codificate. Datele 7 distribuite sunt furnizate unui modulator (MOD) 74.

Modulatorul 74 poate fi implementat în multe variante. într-o variantă exemplificată 9 (vezi fig. 6), datele distribuite sunt acoperite cu coduri Walsh, împrăștiate cu un cod PN lung și apoi împrăștiate cu coduri scurte PN. Datele distribuite sunt furnizate unui transmițător la 11 capătul din față 62.

Transmițătorul modulează, filtrează, amplifică și transmite semnalul pe legătura 13 directă prin aer, prin antena 46, pe legătura inversă 52.

într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 împrăștie datele pe legătura inversă în 15 acord cu codul lung PN. Fiecare canal de legătură inversă este definit în acord cu o ieșire temporală a secvenței PN, de obicei lungă. La două ieșiri diferite, secvențele de modulare 17 rezultate sunt necorelate. Ieșirea stației mobile 6 este determinată în acord cu identificarea numerică unică a stației mobile 6, care într-o variantă exemplificată de stații mobile 6 după 19 IS-95 este numărul de identificare specific stației mobile. Astfel, fiecare stație mobilă 6 transmite pe un canal de legătură inversă, necorelat, determinat în acord cu numărul seriei 21 electronic unic.

La stația de bază 4, semnalul legăturii inverse este primit de antena 46 și furnizat la 23 unitatea RF 44. Unitatea RF 44 filtrează, amplifică, demodulează și cuantifică semnalul și furnizează un semnal numeric la elementul de canal 42. Elementul de canal 42 unifică 25 semnalele numerice cu coduri scurte PN și codul lung PN. Elementul de canal 42 de asemenea realizează descoperirea codurilor Walsh și extracția DRC și pilot. Elementul de 27 canal 42 apoi distribuie datele demodulate, decodifică datele redistribuite și realizează funcția de verificare CRC. Datele decodificate, de exemplu datele sau mesajul, suntfumizate 29 la elementul selector 14. Elementul selector 14 rulează datele și mesajul la destinația potrivită. Elementul de canal 42 poate fi de asemenea un indicator de calitate direct la 31 elementul selector 14, indicând condiția pachetului de date primit.

într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 poate fi una din cele trei stări de operare. 33 O diagramă de stare exemplificată, care arată transmisia între stări de operare variate ale stației mobile 6, este arătată în fig. 9. în starea de acces 902, stația mobilă 6 trimite probele 35 de acces și așteaptă pentru canalul desemnat de stația de bază 4. Canalul desemnat conține alocarea resurselor, cum ar fi alocarea frecvenței și canalului puterii de control. Stația mobilă 37 poate tranzita de la starea de acces 902 la starea de conectare 904, dacă stația mobilă 6 este apelată și alertată la o viitoare transmisie de date, sau dacă stația mobilă 6 transmite 39 datele pe legătura inversă. în starea de conectare 904, starea mobilă 6 schimbă (de exemplu transmite sau primește) date și realizează operații de transfer. Până la completarea 41 procedurii alese, stația mobilă 6 tranziționează de la starea de conectare 904 la starea nedefinită 906. Stația mobilă 6 de asemenea poate transmite de la starea de acces 902 la 43 starea nedefinită 906, până se respinge conectarea cu stația de bază 4. în starea nedefinită 906, stația mobilă 6 înregistrează mesajele apelate și de deasupra prin mesaje decodificate 45 și primite pe canalul de control direct și realizează procedura de transfer nedefinit. Stația mobilă 6 poate tranziționa la starea de acces 902 prin inițializarea procedurii. 47

RO 121884 Β1

Diagrama de stare arătată în fig. 9 este numai o definire de stare exemplificată, care este arătată pentru ilustrare. Alte diagrame de stare pot de asemenea să fie utilizate și sunt în spiritul prezentei invenții.

într-o variantă exemplificată, inițializarea comunicării între stația mobilă 6 și stația de bază 4 este în aceeași manieră ca pentru sistemul CDMA. După completarea apelului, stația mobilă 6 monitorizează canalul de control pentru mesajele apelate. în timpul stării conectate, stația mobilă 6 începe transmisia de la semnalul pilot pe legătura inversă. O organigramă exemplificată a transmisiei de date cu debit mare pe legătura directă a prezentei invenții este arătată în fig. 5. Dacă stația de bază 4 are date să transmită la stația mobilă 6, stația de bază 4 trimite un mesaj apelat la stația mobilă 6 pe canalul de control la blocul 502. Mesajul apelat poate fi trimis de la una sau mai multe stații de bază 4, depinzând de o stare de transfer a stației mobile 6. Până la recepția mesajului apelat, stația mobilă 6 începe procesul de măsurare C/l la blocul 504. C/l-ul semnalului pe legătură directă este calculat conform unei metode sau o combinație de metode descrise mai jos. Stația mobilă 6 apoi selectează un debit de date cerut, bazat pe cea mai bună măsurare C/l și transmite un mesaj DRC pe canalul DRC, la blocul 506.

în același interval de timp, stația de bază primește mesajul DRC la blocul 508. Dacă următorul interval de timp este disponibil pentru transmisia de date, stația de bază 4 transmite date la stația mobilă 6, cu debitul de date cerut de blocul 510. Stația mobilă 6 primește transmisia de date la blocul 512. Dacă următorul interval de timp este disponibil, stația de bază 4 transmite restul pachetului la blocul 514 și stația mobilă 6 primește transmisia de date la blocul 516.

în prezenta invenție, stația mobilă 6 poate fi în comunicare cu una sau mai multe stații de bază 4 simultan. Acțiunile luate de stația mobilă 6 depind dacă stația mobilă 6 este sau nu în transfer fără întreruperi.

în cazul în care nu se face transferul, stația mobilă 6 comunică cu o stație de bază 4. Referitor la fig. 2, datele destinate pentru o stație mobilă 6 să furnizeze elementului selector 14 care a fost destinat să controleze comunicația cu acea stație mobilă 6. Elementul selector 14 îndreaptă datele la șirul de date 40 în stația de bază 4. Stația de bază 4 formează coada pentru date și transmite un mesaj apelat pe canalul de control. Stația de bază 4 apoi monitorizează canalul DRC de legătură inversă pentru mesaje de la stația mobilă 6. Dacă nici un semnal nu este detectat pe canalul DRC, stația de bază 4 poate retransmite mesajul apelat până când mesajul DRC este detectat. După un număr predeterminat de încercări de retransmisii, stația de bază 4 poate termina procesul sau reinițializa un apel cu stația mobilă 6. într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 transmite debitul de date cerut, în forma de mesaj DRC, la stația de bază 4, pe canalul DRC. într-o variantă alternativă, stația mobilă 6 transmite o indicație a calității canalului de legătură directă (de exemplu, măsurarea C/l) la stația de bază 4. într-o variantă exemplificată, mesajul DRC de 3 biți este decodat cu decizii soft de stația de bază 4. într-o variantă exemplificată, mesajul DRC este transmis în prima jumătate a fiecărui interval de timp. Stația de bază 4 are jumătatea rămasă din intervalul de timp să decodeze mesajul DRC și să configureze hardware pentru transmisia de date pentru următoarea succesiune a intervalului de timp, dacă intervalul de timp este disponibil pentru transmisia de date la această stație mobilă 6. Dacă următoarea succesiune de intervale de timp nu este disponibilă, stația de bază 4 așteaptă pentru următoarea succesiune de intervale de timp disponibile și continuă să monitorizeze canalul DRC pentru noile mesaje DRC.

RO 121884 Β1 într-o primă variantă, stația de bază 4 transmite debitul de date cerut. Această 1 variantă conferă stației mobile 6 decizia importantă de selectare a debitului de date. Deși transmiterea debitului cerut de date are avantajul că stația mobilă 6 știe care debit de date 3 este așteptat. Astfel, stația mobilă 6 demodulează și decodifică numai canalul de trafic potrivit cu debitul de date cerut. Stația de bază 4 nu are de transmis un mesaj la stația mobilă 5 6, indicând care debit de date este folosit de stația de bază 4.

într-o primă variantă, după recepția mesajului apelat, stația mobilă încearcă continuu 7 să demoduleze datele la debitul de date cerut. Stația mobilă 6 demodulează canalul de trafic direct și asigură simbolurile deciziei soft la decodor. Decodorul decodifică simbolurile și 9 asigură verificarea cadrului pe pachetul decodat ca să determine dacă pachetul a fost receptat corect. Dacă pachetul a fost receptat în eroare sau dacă pachetul a fost direcționat 11 pentru altă stație mobilă 6, verificarea cadrului poate indica o eroare a pachetului. Alternativ, într-o primă variantă, stația mobilă 6 demodulează datele pe un interval al bazei intervalelor. 13 într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 este capabilă să determine dacă transmisia de date este direcționată pentru a se baza pe un preambul care este încorporat în fiecare 15 pachet de date transmis, cum a fost descris. Astfel, stația mobilă 6 poate transmite procesul de decodare dacă s-a determinat că transmisia este direcționată pentru altă stație mobilă 6. 17 în oricare dintre cazuri, stația mobilă 6 transmite un mesaj de confirmare negativ (NACK) la stația de bază 4, care să confirme recepția incorectă a unităților de date. Până la recepția 19 mesajului NACK, unitățile de date primite în eroare sunt retransmise.

Transmisia mesajelor NACK poate fi implementată într-o manieră similară la 21 transmisia bitului indicator de eroare (EIB) în sistemul CDMA. Implementarea și folosirea transmisiei EIB sunt descrise în brevetul US 5568483, cu titlul “Metodă și aparat pentru 23 formatarea datelor pentru transmisii”, înregistrat de solicitantul prezentei invenții și încorporat în referințele bibliografice. Alternativ, NACK-ul poate fi transmis cu mesajele. 25 într-o a doua variantă de realizare, debitul de date este determinat de stația de bază cu intrarea de la stația mobilă 6. Stația mobilă 6 asigură măsurarea C/l și transmite o 27 indicație a calității legăturii (de exemplu măsurarea C/l) la stația de bază 4. Stația de bază poate ajusta debitul de date cerut, bazat pe resurse disponibile, la stația de bază 4, cum 29 ar fi mărimea șirului și puterea de transmisie disponibilă. Debitul de date reglabil poate fi retransmis la stația mobilă 6 înainte sau concomitent cu transmisia de date la debitul de date 31 reglabil, sau poate fi implicat în codificarea pachetelor de date. în primul caz, atunci când stația mobilă 6 primește debitul de date reglat înaintea transmisiei de date, stația mobilă 6 33 demodulează și decodifică pachetul primit în maniera descrisă în prima variantă. în al doilea caz, atunci când debitul de date reglat este transmis la stația mobilă 6 concomitent cu 35 transmisia de date, stația mobilă 6 poate demodula canalul de trafic direct și stoca datele demodulate. Până la primirea debitului de date reglat, stația mobilă 6 decodifică datele în 37 concordanță cu debitul de date reglat. Și în al treilea caz, atunci când debitul de date reglat este implicat în pachetele de date codificate, stația mobilă 6 demodulează și decodifică 39 debitele și determină aposteriori debitul de transmisie pentru selecția datelor decodificate. Metoda și aparatul pentru realizarea determinării debitului sunt descrise în detaliu în cererea 41 de brevet US 08/730863, cu titlul”Metodă și aparat pentru determinarea debitului datelor primite într-un sistem de comunicare cu debit variabil”, înregistrată la 18 octombrie 1996 și 43 cererea de brevet US PA436, de asemenea cu titlul Metodă și aparat pentru determinarea debitului datelor primite într-un sistem de comunicare cu debit variabil”, amândouă 45 înregistrate de solicitantul prezentei invenții și încorporate în referințele bibliografice. în toate cazurile descrise mai sus, stația mobilă 6 transmite un mesaj NACK, cum a fost descris mai 47 sus, dacă rezultatul verificării cadrului este negativ.

RO 121884 Β1

Discuțiile care urmează se bazează pe prima variantă de realizare, unde stația mobilă 6 transmite la stația de bază 4 indicativul mesajului DRC al debitului de date cerut, excepție altele indicate. Oricum, conceptul inventiv descris aici este egal aplicabil cu a doua variantă de realizare, unde stația mobilă 6 transmite a indicație a calității legăturii la stația de bază 4.

în cazul transferului, stația mobilă 6 comunică cu multiple stații de bază 4 pe legătura inversă. într-o variantă exemplificată, transmisia de date pe legătura directă a stației mobile particulare 6 are loc de la o stație de bază 4. Oricum, stația mobilă 6 poate simultan primi semnale pilot de la multiple stații de bază 4. Dacă măsurarea C/l a stației de bază 4 este deasupra unui prag predeterminat, stația de bază 4 este adăugată la un set activ de stații mobile 6. în timpul mesajului direct de transfer fără întreruperi, noua stație de bază 4 reprezintă stația mobilă 6 la un canal Walsh de controlul puterii invers (RPC), care este descris mai jos. Fiecare stație de bază 4 în transfer fără întreruperi cu stația mobilă 6 monitorizează transmisia legăturii inverse și trimite un bit RPC pe canalele Walsh RPC respective.

Referitor la fig. 2, elementul selector 14 reprezentat să controleze comunicarea cu stația mobilă 6 spre datele la toate stațiile de bază 4 într-un set activ al stației mobile 6. Toate stațiile de bază 4 primesc datele de la elementul selector 14 care transmite un mesaj apelat la stația mobilă 6 pe canalele de control respective. Când stația mobilă 6 este în stare de conectare, stația mobilă 6 realizează două funcții. Mai întâi, stația mobilă 6 selectează cea mai bună stație de bază 4, se bazează pe un set de parametri care pot fi cele mai bune măsurări C/l. Stația mobilă 6 apoi selectează un debit de date corespunzător la măsurarea C/l și transmite un mesaj DRC la stația de bază selectată 4. Stația mobilă 6 poate direcționa transmisia de mesaje DRC la o stație de bază particulară 4 prin acoperirea mesajului DRC cu acoperitoarea Walsh, reprezentând aceea stație de bază 4 particulară. în al doilea rând, stația mobilă 6 încearcă să demoduleze semnalul de legătură directă potrivit cu debitul de date cerut la fiecare interval de timp secvențial.

După transmiterea mesajelor apelate, toate stațiile de bază 4 într-un set activ monitorizează canalul DRC pentru un mesaj DRC de la stația mobilă 6. Din nou, dacă mesajul DRC este acoperit cu un cod Walsh, stația de bază selectată 4, reprezentată cu acoperitoarea Walsh identică, este capabilă să descopere mesajul DRC. Până la primirea de mesaj DRC, stația de bază selectată 4 transmite datele la stația mobilă 6 în următorul interval de timp disponibil.

într-o variantă exemplificată, stația de bază 4 transmite datele în pachete conținând o mulțime de unități de date, la debitul de date cerut de stația mobilă 6. Dacă unitățile de date sunt primite incorect de stația mobilă 6, un mesaj NACK este transmis pe legături inverse la toate stațiile de bază 4 din setul activ. într-o variantă exemplificată, mesajul NACK este demodulat și decodat de stația de bază 4 și îndreptat la elementul selector 14 pentru procesare. Până la procesarea mesajului NACK, unitățile de date sunt retransmise, folosind procedura descrisă mai sus. într-o variantă exemplificată, elementul selector 14 combină semnalele NACK primite de la toate stațiile de bază 4 într-un semnal NACK și trimite mesajul NACK la toate stațiile de bază 4 din setul activ.

într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 poate detecta schimbările în cea mai bună măsurare C/l și transmisii de date cerute, dinamice, de la diferite baze de date 4, la fiecare interval de timp, ca să îmbunătățească eficiența. într-o variantă exemplificată, se află numai o singură stație de bază 4 și la orice interval de timp dat, alte stații de bază 4 în setul activ nu pot fi pregătite cu unități de date, dacă oricum se transmite la stația mobilă 6.

RO 121884 Β1 într-o variantă exemplificată, stația de bază transmițătoare 4 informează elementul selector 1 14 de transmisia de date. Elementul selector 14 apoi trimite un mesaj la toate stațiile de bază din setul activ. într-o variantă exemplificată, datele transmise sunt presupuse a fi corect 3 primite la stația mobilă 6. Ca urmare, dacă stația mobilă 6 cere transmisii de date de la o stație de bază 4 diferită din setul activ, noua stație de bază 4 transmite unitățile de date 5 rămase. într-o variantă exemplificată, noua stație de bază 14 trimite în acordanță cu ultima transmisie curentă de la elementul selector 14. Alternativ, noua stație de bază 4 selectează 7 unitățile de date ca să transmită scheme de comandă bazate pe metrice, astfel că debitul de transmitere global și cele anterioare sunt procurate de la elementul selector 14. Aceste 9 mecanisme minimizează retransmisiile duplicat ale acelorași unități de date de la stații de bază multiple 4 la diferite intervale de timp, care are ca rezultat o pierdere a eficienței. Dacă 11 transmisiile anterioare au fost recepționate ca eroare, stațiile de bază 4 pot retransmite la acele unități de date de secvență, de la care fiecare unitate de date este identificată de un 13 număr de secvență unic, ca cel descris mai jos. într-o variantă exemplificată, dacă o gaură (sau unități de date netransmise) este creată (de exemplu ca rezultat al transferului dintre 15 o stație de bază 4 la altă stație de bază 4), unitățile de date lipsă sunt considerate ca fiind primite cu eroare. Stația mobilă 6 transmite mesaje NACK corespunzătoare unităților de date 17 lipsă și aceste unități de date sunt retransmise. într-o variantă exemplificată, fiecare stație de bază 4 din setul activ menține un șir de date independente 40, care conține date ce vor 19 fi transmise la stația mobilă. Stația de bază selectată 4 transmite în șirul de date 40 într-o ordine secvențială, excepție retransmisiile de date primite ca eroare și mesaje de 21 semnalizare. într-o variantă exemplificată, unitățile de date transmise sunt șterse din șirul 40 după transmisie. 23

O considerație importantă în sistemul de comunicare a datelor din prezenta invenție este acuratețea de C/l estimată, în scopul selectării debitului de date pentru transmisiile 25 viitoare. într-o variantă exemplificată, măsurările de C/l sunt realizate pe semnale pilot, în timpul intervalului de timp când stațiile de bază 4 transmit semnale pilot. într-o variantă 27 exemplificată, de când numai semnale pilot sunt transmise în timpul intervalului de timp pilot, efectele căilor multiple și interferenței sunt minimale. 29 în alte implementări ale prezentei invenții când semnalele pilot sunt transmise continuu peste canalul de cod ortogonal, similar ca pentru sistemele IS-95, efectul căilor 31 multiple și interferenței poate distorsiona măsurătorile C/l. Similar, când se realizează măsurătoarea C/l pe transmisie de date în locul semnalelor pilot, căile multiple și interferența 33 pot de asemenea degrada măsurătorile de C/l. în ambele cazuri, când o stație de bază 4 transmite la o stație mobilă 6, stația mobilă 6 este capabilă să măsoare cu acuratețe C/l-ul 35 semnalul legăturii directe, deoarece nici alte semnale de interferență nu sunt prezente. Oricum, când stația mobilă 6 este în transfer fără întreruperi și primește semnale pilot de la 37 stații de bază 4 multiple, stația mobilă 6 nu este capabilă să discearnă dacă sau nu stațiile de bază 4 transmit date. în cazul celui mai rău scenariu, stația mobilă 6 poate măsura cel 39 mai mare C/l la primul interval de timp, când stațiile de bază 4 nu transmit date la orice stație mobilă 6, și transmisia de date primită la al doilea interval de timp, când toate stațiile de bază 41 4 transmit date la același interval de timp. Măsurătoarea C/l la primul interval de timp, când toate stațiile de bază 4 sunt libere, dă o falsă indicație a calității semnalului legăturii directe 43 la al doilea interval de timp de când starea sistemului de comunicare a datelor a fost schimbată. De fapt, actualul C/l la al doilea interval de timp poate fi degradată de când 45 decodarea corectă la debitul datelor cerute nu este posibilă.

RO 121884 Β1

Scenariul extrem de conversie există atunci când un C/l estimat la stația mobilă 6 se bazează pe o interferență maximă. Oricum, transmisia actuală este numai când stația de bază transmite. în acest caz, C/l estimat și debitul de date selectat sunt conservate și transmisia se află la un debit mai scăzut decât atunci când se poate decoda corect, astfel reducându-se eficiența transmisiei.

în implementarea în care măsurătoarea C/l este realizată pe un semnal pilot continuu sau pe un semnal de trafic, predicția lui C/l la al doilea interval de timp se bazează pe măsurarea lui C/l la primul interval de timp, poate fi făcută mai cu acuratețe în trei variante, în prima variantă, transmisiile de date de la stațiile de bază 4 sunt controlate astfel încât stațiile de bază 4 să nu fie constant baleiate între transmisia și stările libere la intervale succesive de timp. Aceasta poate fi realizată prin strângerea unor suficiente date (de exemplu un număr predeterminat de biți de informație) înainte de transmisia actuală de date la stațiile mobile 6.

în a doua variantă, fiecare stație de bază 4 transmite un bit activ direct (se face referință aici la bitul FAC), care indică dacă o transmisie va apărea la următoarea jumătate de cadru. Folosirea bitului FAC este descris în detaliu mai jos. Stația mobilă 6 face măsurarea C/l, luând în considerație bitul FAC primit de la fiecare stație de bază 4.

în a treia variantă, care corespunde la schema în care o indicație a calității legăturii este transmisă la stația de bază 4 și care folosește o schemă de programare centralizată, informația programată indicând care din stațiile de bază4 transmite datele la fiecare interval de timp, este mai convenabilă la programatorul de canal 48. Programatorul de canal 48 primește măsurări C/l de la stații mobile 6 și poate regla măsurări C/l bazate pe cunoașterea prezenței sau absenței transmisiei de date de la fiecare stație de bază 4 în sistemul de comunicare a datelor. De exemplu, stația mobilă 6 poate măsura C/l în primul interval de timp când nici o stație de bază 4 adiacentă nu transmite. C/l-ul măsurat este asigurat la programatorul de canal 48. Programatorul de canal 48 știe că nici o stație de bază 4 adiacentă nu transmite date în primul interval de timp de când nici unul nu a fost programat de programatorul de canal 48. în transmisiile de date programate la al doilea interval de timp, programatorul de canal 48 știe că nici o stație de bază 4 adiacentă nu transmite date. Programatorul de canal 48 poate regla C/l-ul măsurat la primul interval de timp, ca să ia în considerare stația mobilă 6 de interferență adițională, va primi în al doilea interval de timp la transmisiile de date prin stațiile de bază 4 adiacente. Alternativ, dacă C/l-ul este măsurat la primul interval de timp când stațiile de bază 4 adiacente transmit și aceste stații de bază adiacente 4 nu transmit în al doilea interval de timp, programatorul de canal 48 poate regla măsurarea C/l, luând în considerare informațiile adiționale.

Altă considerare importantă este să se minimizeze retransmisiile redundante. Retransmisiile redundante pot rezulta de la permiterea ca stația mobilă 6 să selecteze transmisia de date de la diferite stații de bază 4 la intervale succesive de timp. Măsurarea de C/l cea mai bună poate oscila între două sau mai multe stații de bază 4 peste intervale de timp succesive, dacă stația mobilă 6 măsoară aproximativ un C/l egal pentru aceste stații de bază 4. Pendularea poate fi datorată deviațiilor în măsurătorile C/l și/sau schimbări în condiția canalului. Transmisia de date la diferite stații de bază 4, la intervale succesive de timp, poate avea ca rezultat o pierdere de eficiență.

Problema pendulării poate fi rezolvată prin folosirea histerezisului. Histerezisul poate fi implementat cu o schemă a nivelului semnalului, o schemă de timp sau o combinație de scheme de timp cu nivelul semnalului. într-o schemă exemplificată de nivel al semnalului, cea mai bună măsurare C/l la diferite stații de bază 4 în setul activ nu este selectată dacă

RO 121884 Β1 nu este depășită măsurătoarea C/l de la o stație de bază 4 de transmisie curentă la cea mai 1 mică cantitate de histerezis. Ca un exemplu, se presupune că histerezisul este 1,0 dB și că măsurarea C/l la prima stație de bază 4 este 3,5 dB și măsurarea la a doua stație de bază 3 este 3,0 dB, la primul interval de timp. La următorul interval de timp, a doua stație de bază nu selectează dacă măsurarea C/l este mai mică de 1,0 dB, mai mare ca aceea de la 5 prima stație de bază. Astfel, dacă măsurarea C/l de la prima stație de bază 4 este încă 3,5 dB, la următorul interval de timp, a doua stație de bază 4 nu este selectată, dacă 7 măsurările C/l nu sunt mai mici de 4,5 dB.

într-o schemă de timp exemplificată, stația de bază 4 transmite pachete de date la 9 stația mobilă 6 pentru un număr predeterminat de intervale de timp. Stația mobilă 6 nu permite să selecteze o stație de bază 4 de transmitere diferită cu numărul predeterminat de 11 intervale de timp. Stația mobilă 6 continuă să măsoare C/l-ul stației de bază 4 de transmitere curentă la fiecare interval de timp și selectează debitul de date ca răspuns la măsurarea C/l- 13 ului.

O altă considerare importantă este eficiența transmisiei de date. Referitor la fig. 4E 15 și 4F, fiecare format de pachet de date 410 și 430 conține date și biți superiori. într-o variantă exemplificată, numărul de biți superiori este fixat pentru toate debitele de date. La cel mai 17 mare debit, procentajul superior este relativ mai mic la mărimea pachetului și eficiența este mare. La debite de date mai joase, biți superiori pot conține un mare procent de pachet. 19 Ineficiența la debite de date scăzute poate fi îmbunătățită prin pachete de date cu lungimi variabile de transmisie la stația mobilă 6. Pachetele de date cu lungimi variabile pot fi 21 porționate și transmise la stația mobilă 6 peste mai multe intervale de timp. De preferat, pachetele de date cu lungimi variabile sunt transmise la stația mobilă 6 peste intervale de 23 timp succesive, ca să simplifice procesul. Prezenta invenție este îndreptată să folosească mărimi variate de pachete pentru debite de date cu suporturi variabile ca să îmbunătățească 25 eficiența transmisiei globale.

într-un exemplu de realizare, stația de bază 4 transmite la maximum de putere 27 disponibilă a stației de bază 4 și la maximum de debit de date suportat de sistemul de comunicare de date la o singură stație mobilă 6, la orice interval de timp dat. Pentru a ușura 29 transmisia de date, legătura directă conține patru canale multiplexate de timp: canalul pilot, canalul de control al puterii, canalul de control și canalul de trafic. Funcția și implementarea 31 fiecăruia din aceste canale sunt descrise mai jos. într-o variantă exemplificată, canalele de trafic și controlul puterii conțin fiecare un număr de canale Walsh împrăștiate ortogonal. în 33 prezenta invenție, canalul de trafic este folosit să transmită datele de trafic și mesajele apelate la stațiile mobile 6. Când se folosește să transmită mesaje apelate, la canalul de 35 trafic se face referire ca la un canal de control în această descriere.

într-o variantă exemplificată, lărgimea benzii legăturii directe este selectată să fie 37

1,2288 MHz. Această selecție a lățimii de bandă permite folosirea componentelor hardware desemnate pentru un sistem CDMA care este conform standardului IS-95. Oricum, sistemul 39 de comunicare a datelor din prezenta invenție poate fi adaptat pentru folosire la diferite lățimi de bandă ca să îmbunătățească capacitatea și/sau conform cerințelor sistemului. De 41 exemplu, o lărgime a benzii de 5 MHz poate fi utilizată să crească capacitatea. Mai mult, lărgimea benzii legăturii directe și legăturii inverse poate fi diferită (de exemplu 5 MHz, 43 lărgimea benzii pe legătura directă și 1,2288 MHz, lărgimea benzii pe legătura inversă), mai apropiată de capacitatea legăturii care se cere. 45 într-o variantă exemplificată, codurile PN, și PN_Q au aceeași lungime 2¹⁵ coduri PN, care sunt specificate în standardul IS-95. La un debit al cipului 1,2288 MHz, secvențele PN 47

RO 121884 Β1 se repetă la fiecare 26,67 ms (26,67 ms=2¹⁵/1,2288x10⁶). într-o variantă exemplificată, aceleași coduri scurte PN sunt folosite la toate stațiile de bază 4 în sistemul de comunicare a datelor. Oricum, fiecare stație de bază4 este identificată la o deplasare unică a secvențelor PN scurte de bază. într-o variantă exemplificată, deplasarea este în incremenți de 64 cipuri. Altă lărgime de bandă și coduri PN pot fi utilizate și sunt în spiritul prezentei invenții.

O diagramă bloc a unei arhitecturi de legătură directă exemplificată a prezentei invenții este arătată în fig. 3A. Datele sunt porționate în pachete de date și sunt furnizate codificatorului CRC 112. La fiecare pachet de date, codificatorul CRC 112 generează biți de verificare a cadrului (de exemplu, biți de paritate CRC) și inserați la biți de șir de cod. Pachetul formatat este furnizat la codificatorul 114 care, într-o variantă exemplificată, codifică pachetul în acordanță cu formatul codificat din cererea de brevet US 08/743688 mai susmenționată. Alte formate de codificare pot fi de asemenea folosite și sunt în spiritul prezentei invenții. Pachetul codificat de la codificatorul 114 este furnizat la distribuitorul 116 care aprovizionează simbolurile de cod în pachet. Pachetul distribuit intercalat este furnizat la elementul de marcare a cadrului 118, care mută o fracție din pachet în maniera descrisă mai jos. Pachetul marcat este furnizat la multiplicatorul 120 care demodulează datele cu secvența de demodulare de la demodulatorul 122. Elementul marcat 118 și demodulatorul 122 sunt descrise în detaliu mai jos. Ieșirea de la multiplicatorul 120 conține pachetul demodulat. Pachetul demodulat este furnizat la un controler cu debit variabil 130, care demultiplexează pachetul în K faze paralele și canale în cuadratură, unde K este dependent de debitul de date. într-o variantă exemplificată, pachetul demodulat este mai întâi demultiplexat în faze (I) și cursuri paralele (Q). într-o variantă exemplificată, cursul I conține chiar simboluri de indexare și cursul Q conține simbolul de indexare special. Fiecare curs este apoi demultiplexat în K canale paralele, astfel că debitul simbol al fiecărui canal este fixat pentru debite de date. Canalele K ale fiecărui curs sunt furnizate la elementul de acoperire Walsh 132, care acoperă fiecare canal cu o funcție Walsh care să asigure canale ortogonale. Datele canalului ortogonal sunt furnizate de elementul de amplificare 134 care scalează datele ca să mențină constant cipul la energia totală (și încă puterea de ieșire constantă) la toate debitele de date. Datele scalate de la elementul de amplificare 134 sunt furnizate la multiplexorul (MUX) 160 care multiplexează datele cu preambulul. Preambulul este discutat în detaliu mai jos. Ieșirea de la MUX 160 este furnizată la multiplexorul (MUX) 162, care multiplexează datele de trafic, biții de control al puterii, și datele pilot. Ieșirea lui MUX 162 conține I canale Walsh și Q canale Walsh.

O diagramă bloc a modulatorului exemplificat, folosit la demodularea datelor, este ilustrat în fig. 3B. Canalele I Walsh și canalele Q Walsh sunt furnizate la sumatoarele 212a și 212b, respectiv, care sumă a canalelor K Walsh este furnizată semnalelor l_sum și Q_sum, respectiv la multiplicatorul complex 214. Multiplicatorul complex 214 de asemenea primește semnalele PN_I și PN_Q de la multiplicatorul 236a și respectiv 236b, și multiplică două intrări complexe, conform următoarei ecuații:

(Lult+jQmultXLum+jQsumJ’iPNJ+jPN-Q) =(ls_Um.PNJ-Q_sun,PN_Q)+j(l_sum.PN_Q+Q_sum.PNJ), (2) unde, l_mult și Q_mult sunt ieșirile de la multiplicatorul complex 214 și j este reprezentarea complexă. Semnalele l_mu,_t și Q_mult sunt furnizate de filtrele 216a și respectiv 216b, care filtrează semnalele. Semnalele filtrate de la filtrele 216a și 216b sunt furnizate multiplicatoarelor 218a și, respectiv 218b, care multiplică semnalele sinusoidă în fază

RO 121884 Β1

COS(w_ct) și, respectiv sinusoida în cuadratură SIN(w_ct). Semnalele I modulat și Q modulat 1 sunt furnizate sumatorului 220, care însumează semnalele să furnizeze forma undei directe modulate S(t). 3 într-o variantă exemplificată, pachetul de date este împrăștiat cu codul PN lung și codurile PN scurte. Codul PN lung modulează pachetul ca numai stația mobilă 6, pentru care 5 pachetul este destinat, să fie capabilă să demoduleze pachetul. într-o variantă exemplificată, biții pilot și control putere și pachetul canalului de control sunt împrăștiați cu codurile scurte 7 PN, iar codul PN lung să permită stației mobile 6 să primească acești biți. Secvența PN lungă este generată de generatorul de cod lung 232 și furnizată la multiplexorul (MUX) 234. Masca 9

PN lungă determină deplasarea secvenței PN lungă și este unic desemnată la destinația stației mobile 6. Ieșirea de la MUX 234 este secvența PN lungă în timpul porțiunii de date de 11 la transmisie și zero într-un mod diferit (de exemplu, în timpul porțiunii pilot și control de putere). Secvența PN lungă de la multiplexorul MUX 234 și secvențele scurte PN, și Pn_q de 13 la generatorul de cod scurt 238 sunt furnizate la multiplicatoarele 236a și respectiv 236b, care multiplică două seturi de secvențe să formeze semnalele PNJ și respectiv PN_Q. 15 Semnalele PNJ și respectiv PN_Q sunt furnizate multiplicatorului complex 214.

Diagrama bloc a canalului de trafic exemplificat, arătată în fig. 3A și 3B, este una 17 dintre numeroasele arhitecturi care suportă codificări de date și modulație pe legătura directă. Alte arhitecturi, cum arfi arhitectura pe canalul de trafic al legăturii directe în sistemul 19

CDMA, care este conform standardului IS-95, poate fi de asemenea utilizată în spiritul prezentei invenții. 21 într-o variantă exemplificată, debitele de date suportate pe stațiile de bază 4 sunt predeterminate și fiecare suportă un debit de date desemnat la un index de debit unic. Stația 23 mobilă 6 selectează unul din debitele de date bazate pe măsurarea C/l. încă de când este nevoie ca debitul de date cerut să fie trimis la o stație de bază 4 direct, ca stația de bază 4 25 să transmită datele la debitul de date cerut, un schimb este făcut între numărul de debite de date suportate și numărul de biți necesari să identifice debitul de date cerut. într-o variantă 27 exemplificată, numărul de debite de date suportate este șapte și indexul de debit de 3 biți este folosit să identifice debitul de date cerut. O definiție exemplificată de debite de date 29 suportate este ilustrată în tabelul 1. Definirea diferită a debitelor de date suportate poate fi studiată și este în spiritul prezentei invenții. într-o variantă exemplificată, debitul de date 31 minim este 38,4 Kbps și debitul de date maxim este 2,4576 Mbps. Debitul de date minim este selectat pe cele mai rele măsurători C/l în sistem, amplificatorul procesat al sistemului, 33 desenul codurilor de corectare a erorii, și nivelul dorit de performanță. într-o variantă exemplificată, debitele de date suportate sunt alese astfel ca diferența între debite de date 35 suportate succesive să fie 3 dB. Incrementul de 3dB este un compromis între diferiți factori, care includ acuratețea măsurătorii de C/l care poate fi realizată de stația mobilă 6, pierderile 37 (sau ineficiențele) care rezultă de la cuantificarea debitelor de date bazate pe măsurători C/l, și numărul de biți (sau debit de bit) necesar să transmită debitul de date cerut de la stația 39 mobilă 6 la stația de bază 4. Mai multe debite de date cer mai mulți biți să identifice debitul de date cerut, dar permit o folosire mai eficientă, pe linia directă, datorită unei cantități mai 41 mici de erori între debitul de date maxim calculat și debitul de date suportat. Prezenta invenție este direcționată la folosirea oricărui număr de debite de date suportate și alte debite 43 de date ca acelea aflate în tabelul 1.

RO 121884 Β1

Tabelul 1

Parametrii canalului de trafic

Parametrul	Debitele datelor	Unități
38,4	76,8	153,6	307,2	614,4	1228,8	2457,6	Kbps
Bit de date/ pachet	1024	1024	1024	1024	1024	2048	2048	biți
Lungime pachet	26,67	13,33	6,67	3,33	1,67	1,67	0,83	ms
Intervale/ pachet	16	8	4	2	1	1	0,5	intervale
Pachet/ transmisie	1	1	1	1	1	1	2	pachete
Intervale/ transmisie	16	8	4	2	1	1	1	intervale
Debit simbol Walsh	153,6	307,2	614,4	1228,8	2457,6	2457,6	4915,2	Ksps
Canal Walsh/ fază QPSK	1	2	4	8	16	16	16	canale
Debit modulat	76,8	76,8	76,8	76,8	76,8	76,8	76,8’	ksps
Cipuri PN/ cip de date	32	16	8	4	2	1	0,5	cipuri/ biți
Debit cip PN	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	1228,8	kcps
Format modulat	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	QPSK	QAM1
Index debit	0	1	2	3	4	5	6

Notă: (1) modulație 16-QAM

O diagramă a unei structuri de cadru cu legătură directă exemplificată a prezentei invenții este ilustrată în fig. 4A. Transmisia canalului de trafic este porționată în cadre care, într-o variantă exemplificată, sunt definite ca lungimea secvențelor PN scurte sau 26,67 ms. Fiecare cadru poate duce informația canalului de control adresată la toate stațiile mobile 6 (cadrul canalului de control), datele de trafic adresate la o stație de bază particulară 6 (cadru de trafic) sau poate fi goală (cadru nefolosit). Conținutul fiecărui cadru este determinat prin programarea realizată prin transmisia la stația de bază 4. într-o variantă exemplificată, fiecare cadru conține 16 intervale de timp, fiecare interval de timp având o durată de 1,667 ms. Un interval de timp de 1,667 ms este adecvat la o stație mobilă adecvată 6 să realizeze măsurări C/l ale semnalului de legătură directă. Un interval de timp de 1,667 ms, de asemenea reprezintă o cantitate suficientă de timp pentru transmisia de date pachet, eficientă. într-o variantă exemplificată, fiecare interval de timp este încă porționat în patru sferturi de interval.

în prezenta invenție, fiecare pachet de date este transmis peste unul sau mai multe intervale de timp, cum este arătat în tabelul 1. într-o variantă exemplificată, fiecare pachet de date cu legătură directă conține 1024 sau 2048 biți. Astfel, numărul de intervale de timp cerut să transmită fiecare pachet de date este dependent de debitul de date, ordinea de la 16 intervale de timp, pentru debitul de 38,4 Kbps, la 1 interval de timp, pentru debit de

1,2288 Mbps și mai mare.

RO 121884 Β1

O diagramă exemplificată a structurii intervalului legăturii directe din prezenta invenție 1 este arătat în fig. 4B. într-o variantă exemplificată, fiecare interval conține trei sau patru canale multiplexate în timp, canalul de trafic, canalul de control, canalul pilot și canalul 3 controlului puterii. într-o variantă exemplificată, canalele pilot și controlul puterii transmit în două semnale pilot și control al puterii, care sunt poziționate în fiecare interval de timp. 5 Semnalele pilot și controlul puterii sunt descrise în detaliu mai jos.

într-o variantă exemplificată, pachetele distribuite de la distribuitorul 116 sunt marcate7 să preia semnalele pilot și controlul puterii. într-o variantă exemplificată, fiecare pachet distribuit conține 4096 simboluri de cod și primele 512 simboluri de coduri sunt marcate, cum9 este arătat în fig. 4D. Simbolurile de cod rămase sunt denaturate în timp ca să se alinieze la intervalele de transmisie a canalului de trafic.11

Simbolurile de cod marcate sunt demodulate să aranjeze întâmplător datele anterioare aplicării acoperitorii Walsh ortogonale. Limitele aranjării întâmplătoare au valori 13 de vârf pe forma de undă modulată S(t). Secvența modulată poate fi generată cu un registru de inversare feedback liniar, în maniera cunoscută din stadiul tehnicii. într-o variantă 15 exemplificată, demodulatorul 122 este încărcat cu starea LC, la începutul fiecărui interval, într-o variantă exemplificată, ceasul demodulatorului 122 este sincronizat cu ceasul 17 distribuitorului 116, dar este oprit în timpul semnalelor pilot și control al puterii.

într-o variantă exemplificată, canalele Walsh directe (pentru canalul de trafic și 19 canalul control al puterii) sunt împrăștiate ortogonal cu acoperitori de 16 biți Walsh la un debit cip fixat de 1,2288 Mcps. Numărul de canale ortogonale paralele K pe fază și semnalul 21 în cuadratură este în funcție de debitul de date, cum este arătat în tabelul 1. într-o variantă exemplificată, pentru debite de date scăzute, acoperitorile Walsh în fază și cuadratură sunt 23 alese să fie seturi ortogonale, să minimizeze intermodulația la erorile estimate în fază ale demodulatorului. De exemplu, pentru 16 canale Walsh, o desemnare exemplificată Walsh 25 este W_o prin W₇ pentru semnalul de fază și W₈ prin W_1S pentru semnalul în cuadratură.

într-o variantă exemplificată, modulația QPSK este folosită pentru debite de date de 27

1,2288 Mbps și mai scăzute. Pentru modulația QPSK, fiecare canal Walsh conține un bit. într-o variantă exemplificată, la un debit de date de 2,4576 Mbps, 16-QAM este folosit și 29 datele demodulate sunt demultiplexate în 32 de cursuri paralele, care au fiecare 2 biți lărgime, 16 cursuri paralele pentru semnalul în fază și 16 cursuri paralele pentru semnalul 31 în cuadratură. într-o variantă exemplificată, LBS-ul, la fiecare 2 simboluri de biți, este înaintea ieșirii simbol de la distribuitorul 116. într-o variantă exemplificată, intrările modulate QAM de 33 forma (0,1,3, 2) la valori modulate de (+3, +1,-1, -3), respectiv. Folosirea altor scheme de modulație, cum ar fi faza m/ary inversează cheia PSK, poate fi studiată și este în spiritul 35 prezentei invenții.

Canalele Walsh în fază și în cuadratură sunt scalate anterior la modulație să mențină 37 constantă o putere de transmitere totală, care este independentă de debitul de date. Setările amplificatoarelor sunt normalizate la o unitate de referință echivalentă la demodularea BPSK. 39

Amplificările canalul normalizat G ca o funcție de numărul de canale Walsh (sau debit de date) sunt arătate în tabelul 2. De asemenea, este listată în tabelul 2 puterea ponderată pe 41 canalul Walsh (în fază sau cuadratură), cum ar fi puterea normalizată totală egală la unitatea.

De notat că amplificarea pe canal de 16-QAM este calculată pentru faptul că energia 43 normalizată pe cipul Walsh este 1 pentru QPSK și 5 pentru 16-QAM.

RO 121884 Β1

Tabelul 2

Amplificările de canal ortogonal la canalul de trafic

	Durata străpungerii
Debitul de date	Numărul de canale Walsh K	Modulație	Amplificarea canalului Walsh G	Ponderea puterii pe canal Pk
38,4	1	QPSK	1//2	1/2
76,8	2	QPSK	1/2	1/4
153,6	4	QPSK	1/2/2	1/8
307,2	8	QPSK	1/4	1/16
614,4	16	QPSK	1/4/2	1/32
1228,8	16	QPSK	1/4/2	1/32
2457,6	16	16-QAM	1/4/10	1/32

în prezenta invenție , un preambul este marcat în fiecare cadru de trafic să asiste stația mobilă 6 în sincronizare cu primul interval al fiecărei transmisii de date variabile. într-o variantă exemplificată, preambulul este o secvență aproape zero care, pentru un cadru de trafic, este împrăștiată cu codul lung PN dar, pentru un cadru al canalului de control, nu este împrăștiat cu un cod lung PN. într-o variantă exemplificată, preambulul este demodulat nemodulat BPSK, care este ortogonal împrăștiat cu acoperitoare Walsh W_v Folosirea unui singur canal ortogonal minimizează semnalul modulator cel mai mare. De asemenea, folosirea acoperitorii Walsh aproape de zero W₁ minimizează de la detecția falsului pilot pentru cadrurile de trafic, pilotul este împrăștiat cu acoperitoarea Walsh W_o și amândouă, pilotul și preambulul, nu sunt împrăștiate cu codul lung PN.

Preambulul este multiplexatîn cursul canalului de trafic la începutul pachetului pentru durata care este o funcție de debit de date. Lungimea preambulului este astfel încât suprasarcina preambulului este aproximativ constantă pentru toate debitele de date, în timp ce se minimizează probabilitatea falsei detecții. O sumă a preambulului ca o funcție de debite de date este arătată în tabelul 3. De notat că preambulul conține doar 3,1 procente sau mai puțin din pachetul de date.

Tabelul 3

Parametrii preambulului

	Durata stăpungerii preambulului
Debitul de date (Kbps)	Simboluri Walsh	Cipuri PN	Suprasarcină
38,4	32	512	1,6%
76,8	16	256	1,6%
153,6	8	128	1,6%
307,2	4	64	1,6%
614,4	3	48	2,3%
1228,8	4	64	3,1%
2457,6	2	32	3,1%

RO 121884 Β1 într-o variantă exemplificată, fiecare pachet de date este formatat prin adăugare de 1 biți de verificare a cadrului, biții șirului de codare, și alte câmpuri de control. în această descriere, un octet este definit ca 8 biți de informație și o unitate de date este un singur octet 3 și conține 8 biți de informație.

într-o variantă exemplificată, legătura directă suportă două formaturi de pachete de 5 date, care sunt ilustrate în fig. 4E și 4F. Formatul pachet 410 conține cinci câmpuri și formatul pachet 430 conține nouă câmpuri. Formatul pachet 410 este folosit când pachetul 7 de date ce va fi transmis la stația mobilă 6 conține suficiente date ca să umple complet toți octeții disponibili în câmpul DATA 418. Dacă cantitatea de date, ce va fi transmisă, este mai 9 mică decât octeții disponibili în câmpul DATA 418, formatul de pachet 430 este folosit. Octeții nefolosiți sunt toți încărcați zero și desemnați ca câmp PADDING 446. 11 într-o variantă exemplificată, câmpurile secvenței de verificare a cadrului (FCS) 412 și 432 conțin biți de paritate CRC, care sunt generați de un generator CRC112 (vezi fig. 3A), 13 potrivit cu un generator predeterminat polinominal. într-o variantă exemplificată, polinomul CRC este g(x)=x¹⁶+x¹²+x⁵+1, deși și alți polinomi pot fi folosiți în spiritul prezentei invenții. 15 într-o variantă exemplificată, biții CRC sunt calculați peste câmpurile FMT, SEQ, LEN, DATA și PADDING. Aceasta furnizează detecția erorii peste toți biții, excepție făcând biții șirului 17 codificați în câmpurile TAIL 420 și 448, transmiși peste canalul de trafic pe legătura directă.

într-o variantă alternativă, biții CRC sunt calculați numai peste câmpul DATA. într-o variantă 19 exemplificată, câmpurile FCS 412 și 432 conțin biți de paritate 16 CRC, deși și alți generatori CRC, ce furnizează diferite numere de biți de paritate, pot fi folosiți în spiritul prezentei 21 invenții. Deși câmpurile FCS 412 și 432 din prezenta invenție au fost descrise în contextul biților de paritate CRC, și alte secvențe de verificare cadru pot fi folosite în spiritul prezentei 23 invenții. De exemplu, o sumă de verificare poate fi calculată pentru pachet și furnizată în câmpul FCS. 25 într-o variantă exemplificată, câmpurile format cadru (FMT) 414 și 434 conțin un bit de control, care indică dacă cadrul de date conține numai octeți de date (format pachet 410) 27 sau date și octeți umpluți și zero sau mai multe mesaje (format pachet 430). într-o variantă exemplificată, o valoare scăzută pentru câmpul FMT414 corespunde la formatul pachet 410. 29

Alternativ, o valoare mare pentru câmpul FMT 434 corespunde la formatul pachet 430.

Câmpurile numărului de secvență (SEQ) 416 și 442 identifică prima unitate de date 31 în câmpurile 418 și, respectiv 444. Numărul secvenței permite datelor să fie transmise de secvență la stația mobilă 6, de exemplu pentru retransmisia pachetelor care au fost primite 33 cu eroare. Desemnarea numărului secvenței la nivelul unității de date elimină necesitatea protocolului fragmentării cadrului pentru retransmisie. Numărul secvenței, de asemenea 35 permite stației mobile 6 să detecteze unitățile de date duplicat. Până la primirea câmpurilor FMT, SEQ și LEN, stația mobilă 6 este capabilă să determine care unități de date au fost 37 primite la fiecare interval de timp, fără folosirea mesajelor speciale de semnalizare.

Numărul de biți desemnați să reprezinte numărul secvenței este dependent de 39 numărul maxim de unități de date care pot fi transmise în fiecare interval de timp și întârzierile de retransmisie de date, în cazul cel mai rău. într-o variantă exemplificată, fiecare 41 unitate de date este identificată prin numărul secvenței de 24 biți. La debitul de date de 2,4576 Mbps, numărul maxim de unități de date, care poate fi transmis la fiecare interval, 43 este de aproximativ 256. Opt biți sunt ceruți să identifice fiecare unitate de date. Mai mult decât atât, se poate calcula că cel mai defavorabil caz de întârziere a retransmisiei de date 45 este mai mic decât 500 ms. întârzierile de retransmisie includ timpul necesar pentru un

RO 121884 Β1 mesaj NACK prin stația mobilă 6, retransmisia de date și numărul de încercări de retransmisie cauzate de rulările erorilor de semnale, în cazul cel mai defavorabil. Ca urmare, 24 de biți permit stației mobile 6 să identifice potrivit unitățile de date care au fost primite fără alte ambiguități. Numărul de biți în câmpurile SEQ 416 și 442 poate crește sau descrește, depinzând de mărimea câmpului DATA 418 și întârzierile de retransmisie. Folosirea unui număr diferit de biți pentru câmpurile SEQ 416 și 442 este în spiritul prezentei invenții.

Când stația de bază 4 are mai puține date de transmis la stația mobilă 6 decât spațiului disponibil în câmpul DATA 418, formatul pachet 430 este folosit. Formatul pachet 430 permite stației de bază 4 să transmită orice număr de unități de date, până la numărul maxim disponibil de unități de date, la stația mobilă 6. într-o variantă exemplificată, o mare valoare pentru câmpul FMT 434 indică că stația de bază 4 transmite formatul pachet 430. Cu formatul pachet 430, câmpul LEN 440 conține valoarea numărului de unități de date transmise de acel pachet. într-o variantă exemplificată, câmpul LEN 440 este de 8 biți ca lungime, pe când câmpul DATA 444 poate fi de la 0 la 255 octeți.

Câmpurile DATA 418 și 444 conțin date care să fie transmise la stația mobilă 6. într-o variantă exemplificată, pentru formatul pachet 410, fiecare pachet de date conține 1024 biți, din care 992 sunt biți de date. Oricum, pachetele de date de lungimi variabile pot fi folosite ca să crească numărul de biți de informație și sunt în spiritul prezentei invenții. Pentru formatul pachet 430, mărimea câmpului DATA 444 este determinată de câmpul LEN 440.

într-o variantă exemplificată, formatul pachet 430 poate fi folosit să transmită zero sau mai multe mesaje de semnalizare. Câmpul lungimii semnalizate (SIG LEN) 436 conține lungimea mesajelor de semnalizare subsecvențiale, în octeți. într-o variantă exemplificată, câmpul SIG LEN 436 este de 8 biți lungime. Câmpul de semnalizare 438 conține mesaje de semnalizare. într-o variantă exemplificată, fiecare mesaj de semnalizare conține un câmp de identificare mesaj (MESSAGE ID), un câmp de lungime mesaj (LEN), și încărcătura mesajului, cum va fi descris mai jos.

Câmpul PADDING 446 conține octeții de încărcare care, într-o variantă exemplificată, sunt seturi de 0x00(hex). Câmpul PADDING 446 este folosit, deoarece stația de bază 4 poate avea mai puțini octeți de date să transmită la stația mobilă 6 decât numărul de octeți disponibili în câmpul DATA 418. Când aceasta se întâmplă, câmpul PADDING 446 conține octeți de încărcare suficienți să umple câmpul de date nefolosit. Câmpul PADDING 446 are lungime variabilă și depinde de lungimea câmpului DATA 444.

Ultimul câmp al formatelor pachet 410 și 430 sunt câmpurile TAIL 420 și respectiv 448. Câmpurile TAIL 420 și 448 conțin zero (0x0) biți șir codați care sunt folosiți să activeze codificatorul 114 (vezi fig. 3A) într-un mod cunoscut, la sfârșitul fiecărui pachet de date. Biții din coadă codați permit codificatorului 114 să porționeze succint pachetul, astfel numai biții din primul pachet sunt folosiți în procesul de codificare. Biții din coadă, codați de asemenea, permit codificatorului din stația mobilă 6 să determine marginile pachetului în timpul procesului de codificare. Numărul de biți în câmpurile 420 și 448 depinde de desenul codificatorului 114. într-o variantă exemplificată, câmpurile TAIL 420 și 448 sunt suficient de lungi să activeze codificatorul 114 într-un mod cunoscut.

Două formate pachet, descrise mai sus, sunt formate exemplificate, care pot fi folosite să ușureze transmisia de mesaje de semnalizare și de date. Alte formate pachet variate pot fi create ca să îndeplinească necesitățile unui sistem de comunicare particular. De asemenea, un sistem de comunicare poate fi desemnat să fie mai potrivit decât cele două formate pachet descrise mai sus.

RO 121884 Β1 în prezenta invenție, canalul de trafic este de asemenea folosit să transmită mesaje 1 de la stația de bază 4 la stațiile mobile 6. Tipurile de mesaje transmise includ:( 1) mesaje de transfer direcționat, (2) mesaje apelate (de exemplu să apeleze o stație mobilă 6 unde sunt 3 date în șir pentru stația mobilă 6, (3) pachete de date scurte pentru o stație mobilă specifică 6, și (4) mesaje ACK și NACK pentru transmisii de date pe legătura inversă (vor fi descrise 5 mai încolo). Alte tipuri de mesaje pot fi de asemenea transmise pe canalul de control și sunt în spiritul prezentei invenții. Până la completarea chemării setată ca stagiu, stația mobilă 6 7 monitorizează semnalul pilot pe legătură inversă.

într-o variantă exemplificată, canalul de control este multiplexat, în timp, cu date de 9 trafic, pe canalul de trafic, cum este arătat în fig. 4A. Stațiile mobile 6 identifică mesajul de control, prin detectarea preambulului care a fost acoperit cu un cod PN predeterminat. într-o 11 variantă exemplificată, mesajele de control sunt transmise la un debit fix, care este determinat prin stația mobilă 6, în timpul achiziției. într-o variantă preferată, debitul de date 13 al canalului de control este de 76,8 Kbps.

Canalul de control transmite mesaje în capsulele canalului de control. Diagrama unei 15 capsule de canal de control exemplificată este arătată în fig. 4G. într-o variantă exemplificată, fiecare capsulă conține un preambul 462, încărcătura de control și biți de 17 paritate CRC 474. încărcătura de control conține unul sau mai multe mesaje și, dacă este necesar, biți de încărcare 472. Fiecare mesaj conține identificator de mesaj (MSG ID) 464, 19 lungimea mesajului (LEN) 466, adresă opțională (ADDR) 468 (de exemplu, dacă mesajul este direcționat la o stație mobilă 6, anumită), și încărcătura mesajului 470. într-o variantă 21 exemplificată, mesajele sunt aliniate la marginile octeților. Capsula canalului de control exemplificată, ilustrată în fig. 4G, conține două mesaje difuzate spre toate stațiile mobile 6 23 și un mesaj direcționat la o stație mobilă 6, specifică. Câmpul MSG ID 464 determină dacă da sau nu mesajul cere un câmp adresă (de exemplu dacă este un mesaj specific sau 25 împrăștiat).

în prezenta invenție, un canal pilot pe legătură directă furnizează un semnal pilot, 27 care este folosit de stația mobilă 6 pentru achiziția inițială, reacoperiri de fază, reacoperiri de timp și combinări de debit. Aceste utilizări sunt similare cu acelea ale sistemelor de 29 comunicație CDMA, care sunt conform standardului IS-95. într-o variantă exemplificată, semnalul pilot este de asemenea folosit de stațiile mobile 6 să realizeze măsurarea C/l. 31

Diagrama bloc exemplificată a canalului pilot de legătură directă, din prezenta invenție, este arătată în fig. 3A. Datele pilot conțin o secvență toată de zerouri (sau toate 33 unu), care este furnizată multiplicatorului 156. Multiplicatorul 156 acoperă datele pilot cu coduri Walsh W_o. De când codul W_o este o secvență toată cu zerouri, ieșirea multiplicatorului 35

156 este o dată pilot. Data pilot este multiplexată în timp de MUX162 și furnizată la canalul Walsh I care este împrăștiat de codul PN_t scurt în multiplicatorul complex 214 (vezi fig. 3B). 37 într-o variantă exemplificată, datele pilot nu sunt împrăștiate cu codul lung PN, care este garat în timpul semnalului pilot de MUX 234, să permită recepția pentru toate stațiile mobile 39 6. Semnalul pilot este astfel un semnal nemodulat BPSK.

O diagramă ilustrând semnalul pilot este arătată în fig. 4B. într-o variantă 41 exemplificată, fiecare interval de timp conține două impulsuri pilot 306a și 306b, care apar la sfârșitul primului și al celui de-al treilea sfert al intervalului de timp. într-o variantă 43 exemplificată, fiecare impuls pilot 306 este 64 cipuri în durată (Tp=64 cipuri). în absența datelor de trafic sau datelor canalului de control, stația de bază 4 transmite numai impulsurile 45 pilot și control al puterii, rezultate din impulsionarea formei de undă discontinuă la un debit periodic de 1200 Hz. Parametrii modulației pilot sunt prezentați în tabelul 4. 47

RO 121884 Β1 în prezenta invenție, canalul de control al puterii pe legătura directă este folosit să trimită comanda controlului puterii, care este folosită să controleze puterea de transmitere a transmisiei legăturii inverse de la stația îndepărtată 6. Pe legătura inversă, fiecare stație mobilă transmițătoare 6 activează ca o sursă de interferență la toate stațiile mobile 6 din rețea. Minimizarea interferenței pe legătura inversă și capacitatea maximă, puterea de transmitere a fiecărei stații mobile 6 este controlată de două bucle de control al puterii. într-o variantă exemplificată, buclele de control al puterii sunt similare cu acelea din sistemul CDMA, descrise în detaliu în brevetul US 5056109, cu titlul” Metodă și aparat pentru controlul puterii de transmisie într-un sistem de telefonie mobilă celular CDMA”, înregistrat de solicitantul prezentei invenții și încorporat în referințele bibliografice. Alte mecanisme de control al puterii pot fi de asemenea studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

Prima buclă de control al puterii reglează puterea de transmisie a stației mobile 6 astfel că, calitatea semnalului legăturii inverse este menținută la un nivel ajustat. Calitatea semnalului este măsurată ca raportul energie pe bit la interferența sunetului Et/I_o al semnalului legăturii inverse, primit la stația de bază 4. Nivelul ajustat se referă ca la punctul reglat Ε^Ιθ. Cea de-a doua buclă a controlului puterii reglează punctul setat, astfel ca un nivel dorit de performanță să măsoare debitul erorii cadrului (FER), este menținut. Controlul puterii este critic pe legătura inversă, deoarece puterea de transmitere a fiecărei stații mobile 6 este o interferență cu alte stații mobile 6, în sistemul de comunicare. Minimizând puterea de transmisie pe legătura directă, se reduce interferența și crește capacitatea legăturii directe.

în prima buclă a puterii de control, Ει/Ι₀, a semnalului legăturii inverse, este măsurată la stația de bază 4. Stația de bază 4 apoi compară E_b/I_o măsurat cu punctul setat. Dacă E_b/I_o măsurat este mai mare ca punctul setat, stația de bază 4 transmite un mesaj de control al puterii la stația mobilă 6 să descrească puterea de transmisie. Alternativ, dacă E_b/I_o măsurat este sub punctul setat, stația de bază 4 transmite un mesaj a puterii de control la stația mobilă 6 să crească puterea de transmisie. într-o variantă exemplificată, mesajul puterii de control este implementat cu un bit de control al puterii. într-o variantă exemplificată, o mare valoare a bitului de control al puterii comandă stația mobilă 6 să crească puterea ei de transmisie și o valoare mică comandă stația mobilă 6 să descrească puterea ei de transmisie.

în prezenta invenție, biții puterii de control, pentru toate stațiile mobile 6 în comunicare cu fiecare stație de bază 4, sunt transmiși pe canalul de control al puterii. într-o variantă exemplificată, canalul puterii de control conține până la 32 canale ortogonale, care sunt împrăștiate cu acoperitori Walsh de 16 biți. Fiecare canal Walsh transmite un bit (RPC) de control al puterii invers sau un bit FAC la intervale periodice. Fiecare stație mobilă activă 6 este destinată pe indexul RPC, care definește acoperitoarea Walsh și faza de modulare QPSK (de exemplu în fază sau cuadratură) pentru transmisia pe cursul de bit RPC, destinat pentru acea stație mobilă 6. într-o variantă exemplificată, indexul RPC de 0 este rezervat pentru bitul FAC.

Diagrama bloc exemplificată a canalului de control al puterii este arătată în fig. 3A. Biții RPC sunt furnizați la repetitorul simbol 150, care repetă, fiecare bit RPC, un număr predeterminat de ori. Biții RPC sunt furnizați la elementul acoperitor Walsh, care acoperă biții cu acoperitori Walsh, corespunzând indicilor RPC. Biții de acoperire sunt furnizați la elementul de amplificare 154, care scalează biții înaintea modulației, astfel ca să mențină o putere de transmisie totală, constantă. într-o variantă exemplificată, amplificările canalelor

RO 121884 Β1

Walsh RPC sunt normalizate, astfel că puterea canalului RPC este egală cu puterea de 1 transmisie disponibilă, totală. Amplificările canalelor Walsh pot varia ca o funcție de timp, pentru utilizarea eficientă a puterii de transmitere a stației de bază totală, în timpul menținerii 3 transmiterii RPC eficientă la toate stațiile mobile 6 active. într-o variantă exemplificată, amplificările canalului Walsh al stațiilor mobile 6 inactive sunt setate la zero. Controlul puterii 5 automate a canalelor Walsh RPC este posibil, folosind estimările măsurărilor de calitate a legăturii directe de la corespondența canalului DRC de la stația mobilă 6. Biții RPC scalați 7 de la elementul de amplificare 154 sunt furnizați la MUX162.

într-o variantă exemplificată, indicii RPC de la 0 la 15 sunt desemnați la acoperitorile 9

Walsh W_o, respectiv W_1S, sunt transmise în jurul primului impuls pilot într-un interval (impulsuri RPC 304 în fig. 4C). Indicii RPC de la 16 la 31 sunt destinați acoperirilor Walsh 11 W_o, respectiv W₁₅, și sunt transmise în jurul celui de-al doilea impuls pilot într-un interval (impulsuri RPC 308 în fig. 4C). într-o variantă exemplificată, biții RPC sunt BPSK modulați 13 cu chiar acoperitoarele Walsh (de exemplu W_o, W₂, W₄ etc.) modulate pe semnalul în fază și acoperitori neocupate Walsh (de exemplu W₄, W₃, W_s etc.), modulate pe semnalul în 15 cuadratură. Pentru a reduce vârful semnalului modulat, este preferabil să se echilibreze puterea în fază și în cuadratură. Mai mult, să minimizeze intermodulația datorită erorii 17 estimate de fază a demodulatorului, este preferabil să se asigure acoperitori ortogonale la semnalele în fază și în cuadratură. 19 într-o variantă exemplificată, până la 31 biți RPC pot fi transmiși pe 31 canale Walsh

RPC, în fiecare interval de timp. într-o variantă exemplificată, 15 biți RPC sunt transmiși pe 21 prima jumătate a intervalului și 16 biți RPC sunt transmiși pe a doua jumătate a intervalului.

Biții RPC sunt combinați în sumatorul 212 (vezi fig. 3B) și forma undei compozite a canalului 23 de control al puterii este arătată în fig. 4C.

O diagramă de timp a canalului de control al puterii este ilustrată în fig. 4B. într-o 25 variantă exemplificată, debitul bit RPC este 600 bps, sau un bit RPC pe intervalul de timp. Fiecare bit RPC este multiplexat în timp și transmis peste două impulsuri RPC (de exemplu 27 impulsurile RPC 304a și 304b) cum este arătat în fig. 4B și 4C. într-o variantă exemplificată, fiecare impuls RPC este 32 cipuri PN (sau 2 simboluri Walsh) în lățime (Tpc=32 cipuri) și 29 lățimea totală a fiecărui bit RPC este 64 cipuri PN (sau 4 simboluri Walsh). Alte debite bit RPC pot fi obținute prin schimbarea numărului de repetiții simbol. De exemplu, un debit bit 31 RPC de 1200 bps (să suporte până la 63 stații mobile 6 simultan sau să crească debitul de control al puterii) poate fi obținut prin transmiterea primului set de 31 biți RPC pe impulsurile 33 RPC 304a și 304b și al doilea set de 32 biți RPC pe impulsurile RPC 308a și 308b. în acest caz, toate acoperitorile Walsh sunt folosite la semnalele în cuadratură și în fază. Parametrii 35 modulației pentru biți RPC sunt arătați în tabelul 4.

Tabelul 4 37

Parametrii modulației controlului puterii și pilot

Parametru	RPC	FAC	Pilot	Unități
Debit	600	75	1200	Hz
Format modulație	QPSK	QPSK	BPSK
Durata bitului de control	64	1024	64	Cipuri PN
Repetiție	4	64	4	Simboluri

RO 121884 Β1

Canalul controlului puterii are o natură pulsatorie de când numărul de stații mobile 6 în comunicare cu fiecare stație de bază 4 poate fi mai mic decât numărul de canale Walsh RPC disponibile. în această situație, unele canale Walsh sunt setate la zero prin reglări potrivite ale amplificării elementului de amplificare 154.

într-o variantă exemplificată, biții RPC sunt transmiși la stațiile mobile 6 fără ca codarea sau distribuția să minimizeze întârzierile procesate. Mai mult, recepția eronată a bitului de control al puterii nu este în detrimentul sistemului de comunicare a datelor din prezenta invenție, de când erorile pot fi corectate la următorul interval de timp prin bucla de control al puterii.

în prezenta invenție, stații mobile 6 pot fi în transfer fără întreruperi cu multiple stații de bază 4 pe legătura inversă. Metoda și aparatul pentru controlul puterii pe legătura inversă pentru stațiile mobile 6 în transfer fără întreruperi este descrisă în brevetul US 5056109. Stația mobilă 6 în transfer fără întreruperi monitorizează canalul Walsh pentru fiecare stație de bază 4 în setul activ și combină biții RPC în acordanță cu metoda descrisă în brevetul US 5056109, mai sus-menționat. într-o primă variantă de realizare, stația mobilă 6 realizează logică OR de comenzi de putere. Stația mobilă 6 descrește puterea de transmitere dacă unul din biții RPC primiți comandă stația mobilă 6 să descrească puterea de transmitere. în a doua variantă, stația mobilă 6 în transferfără întreruperi poate combina deciziile facile de biți RPC înaintea luării unei decizii mai dificile. Alte variante pentru procesarea biților RPC primiți pot fi studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

în prezenta invenție, bitul FAC indică la stațiile mobile 6 dacă canalul de trafic al canalului pilot asociat va fi transmis pe următoarea jumătate a cadrului. Folosirea bitului FAC îmbunătățește C/l estimat pe stațiile mobile 6, și de aici cererea debitului de date, prin difuzarea informației activității de interferență. într-o variantă exemplificată, bitul FAC schimbă numai marginile jumătății cadrului și este repetat pentru opt intervale de timp succesive, rezultând un debit de date de 75 bps. Parametrii pentru bitul FAC este arătat în tabelul 4.

Folosind bitul FAC, stațiile mobile 6 pot calcula măsurătoarea C/l după următoarea formulă:

fi / -Σ0-fi)fi (3) unde (C/l)j este măsurătoarea C/l celui de-al i-lea semnal de legătură directă, Q este puterea primită de la al i-lea semnal de legătură directă, C, este puterea primită de la al j-lea semnal de legătură directă, I este interferența totală dacă toate stațiile de bază 4 sunt în transmisie, otj este bitul FAC al celui de-al i-lea semnal de legătură directă și poate fi 0 sau 1, depinzând de bitul FAC.

în prezenta invenție, legătura inversă suportă transmisii de date de debite variabile. Debitul variabil furnizează flexibilitate și permite stațiilor mobile 6 să transmită unul sau mai multe debite de date, depinzând de cantitatea de date de transmis la stația de bază 4. într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 poate transmite date la cel mai mic debit de date în orice moment. într-o variantă exemplificată, transmisia de date la debite mai mari cere acordarea stației 4. Această implementare minimizează întârzierea legăturii inverse, în timp ce asigură eficiența utilizării de resurse pe legătura inversă.

RO 121884 Β1

O ilustrare exemplificată a unei diagrame de transmisii de date pe legătura inversă 1 din prezenta invenție este arătată în fig. 8. Inițial, la intervalul n, stația mobilă 6 realizează o probă de acces, cum este descris în brevetul US 5289527, mai sus- menționat, să 3 stabilească canalul de date cel mai scăzut pe legătura inversă la blocul 802. în același interval n, stația de bază 4 demodulează proba de acces și primește mesajul de acces la 5 blocul 804. Stația de bază 4 acordă cererea pentru canalul de date și, la intervalul n+2, transmite acordarea și desemnarea indexului RPC pe canalul de control, la blocul 806. La 7 intervalul n+2, stația mobilă 6 primește acordarea și este controlată puterea stației de bază 4 la blocul 808. începând de la intervalul n+3, stația mobilă 6 începe să transmită semnalul 9 pilot și are acces imediat la canalul de date cu debit scăzut pe legătura inversă.

Dacă stația mobilă 6 are date de trafic și cere un canal de date cu debit ridicat, stația 11 mobilă 6 poate iniția o cerere la blocul 810. La intervalul n+3, stația de bază 4 primește cererea de date la viteză mare, la blocul 812. La intervalul n+5, stația de bază transmite 13 acordarea canalului de control, la blocul 814. La intervalul n+5, stația mobilă 6 primește acordarea la blocul 816 și începe transmisia de date la viteză mare pe legătura inversă, 15 începând de la intervalul n+6, la blocul 818.

în sistemul de comunicare a datelordin prezenta invenție, transmisia legăturii inverse 17 diferă de transmisia pe legătura directă din mai multe puncte de vedere. Pe legătura directă, transmisiile de date de obicei se întâlnesc de la o stație de bază 4 la o stație mobilă 6. 19

Oricum, pe legătura inversă, fiecare stație de bază 4 poate în același timp primi transmisii de date de la multiple stații mobile 6. într-o variantă exemplificată, fiecare stație mobilă 6 21 poate transmite la unul sau mai multe debite, depinzând de cantitatea de date de transmis la stația 4. Acest desen de sistem reflectă caracteristica asimetrică a comunicării de date. 23 într-o variantă exemplificată, unitatea de bază de timp pe legătura inversă este identică cu unitatea de bază de timp pe legătura directă. într-o variantă exemplificată, 25 legătura directă și legătura inversă a transmisiilor de date se petrece peste intervale de timp care au durata de 1,667 ms. Oricum, de când transmisiile de date pe legătura inversă se 27 întâlnesc de obicei la un debit de date scăzut, o unitate de bază de timp mai lungă poate fi folosită ca să îmbunătățească eficiența. 29 într-o variantă exemplificată, legătura inversă suportă două canale: canalul pilot/DRC și canalul de date. Funcția și implementarea fiecăruia dintre aceste canale sunt descrise mai 31 jos. Canalul pilot/DRC este folosit să transmită semnalul pilot și mesajele DRC și canalul de date este folosit să transmită datele de trafic. 33

O diagramă a unei structuri cadru de legătură inversă, exemplificată, din prezenta invenție, este ilustrată în fig. 7A. într-o variantă exemplificată, structura cadru a legăturii 35 inverse este similară cu structura cadru a legăturii directe arătată în fig. 4A. Oricum, pe legătura inversă, datele pilot/DRC și datele de trafic sunt transmise în același timp pe 37 canalele în fază și în cuadratură.

într-o variantă exemplificată, stația mobilă 6 transmite un mesaj DRC pe canalul 39 pilot/DRC, la fiecare interval de timp, atunci când stația mobilă 6 primește transmisii de date la viteze mari. Alternativ, când stația mobilă 6 nu primește transmisii de date de viteză mare, 41 întregul interval pe canalul pilot/DRC conține semnalul pilot. Semnalul pilot este folosit de stația de bază primitoare 4 pentru un număr de funcții: ca un ajutor la achiziția inițială, ca o 43 referință de fază pentru canalele de date și pilot/DRC, și ca sursă pentru controlul puterii pe bucla închisă a legăturii inverse. 45

RO 121884 Β1 într-o variantă exemplificată, lărgimea de bandă a legăturii inverse este selectată să fie 1,2288 MHz. Această selecție a lărgimii de bandă permite folosirea de hardware existent, desemnat pentru un sistem CDMA, care se conformează la standardul IS-95. Oricum, alte lărgimi de bandă pot fi utilizate să crească capacitatea și/sau conform cererilor sistemului, într-o variantă exemplificată, aceleași cod lung PN și coduri scurte PN, și PN_Q ca acelea specificate de standardul IS-95 sunt folosite să împrăștie semnalul legăturii inverse. într-o variantă exemplificată, canalele legăturii inverse transmit folosind modulația QPSK. Alternativ, modulația QPSK poate fi folosită să minimizeze variația amplitudinii vârf de medie a semnalului modulat, care poate rezulta din performanța îmbunătățită. Folosirea diferitelor lărgimi de bandă, coduri PN și scheme de modulație ale sistemului pot fi studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

într-o variantă exemplificată, puterea de transmisie a transmisiilor pe legătura inversă pe canalul pilot/DRC și datele canal sunt controlate, astfel ca Ε7Ι₀ al semnalului legăturii inverse, ca măsurat la stația de bază 4, este menținut la un punct setat Et/I_o ca cel discutat în brevetul US 5506109, mai sus-menționat. Controlul puterii este menținut de stația de bază 4în comunicație cu stația mobilă 6 și comenzile sunt transmise ca biți RPC, cum s-a discutat mai sus.

O diagramă bloc a arhitecturii legăturii inverse, exemplificate, din prezenta invenție, este arătată în fig. 6. Datele sunt porționate în pachete de date și furnizate la codificatorul 612. Pentru fiecare pachet de date, codificatorul 612 generează biți de paritate CRC, inserează biți, biții șir codificați, și codifică datele. într-o variantă exemplificată, codificatorul 612 codifică pachetul în concordanță cu formatul clasificat descris în cererea de brevet US 08/743688, mai sus-menționată. Alte formate codificate pot fi de asemenea folosite și sunt în spiritul prezentei invenții. Pachetul codificat de la codificatorul 612 este furnizat la blocul distribuitor 614 care aprovizionează simbolurile cod în pachet. Pachetul distribuit este furnizat la multiplicatorul 616 care acoperă datele cu acoperitoare Walsh și asigură date de acoperire la elementul amplificator 618. Elementul amplificator 618 scalează datele să mențină constantă o energie pe bitul E_b în legătură cu debitul de date. Datele scalate de la elementul amplificator 618 sunt furnizate la multiplicatorii 650b și 650d care împrăștie datele cu secvențe PN_I și respectiv PN_Q. Datele împrăștiate de la multiplicatorii 652b și 650d sunt furnizate la filtrele 652b și, respectiv 652d, care filtrează datele. Semnalele filtrate de la filtrele 652a și 652b sunt furnizate sumatorului 654a și semnalele filtrate de la filtru 652c și 652d sunt furnizate sumatorului 654b. Sumatoarele 654 sumează semnalele de la canalul de date cu semnale de la canalul pilot/DRC. Ieșirile sumatoarelor 654a și 654b conțin IOUT și respectiv QOUT care sunt modulate cu sinusoida în fază COS(w_ct) și, respectiv sinusoida în cuadratură SIN(w_ct) (ca în legătură directă), și sumate (nu sunt arătate în fig. 6). într-o variantă exemplificată, datele de trafic sunt transmise atât pe fază, cât și pe cuadratura de fază a sinusoidei.

într-o variantă exemplificată, datele sunt împrăștiate cu codul lung PN și codurile scurte PN. Codul lung PN demodulează datele, astfel că stația de bază primitoare 4 este capabilă să identifice stația mobilă transmițătoare 6. Codul scurt PN împrăștie semnalul peste lărgimea de bandă a sistemului. Secvența lungă PN este generată de generatorul de cod lung 642 și furnizată multiplicatoarelor 646. Secvențele scurte PN, și PN_Q sunt generate pe generatorul de cod scurt 644 și de asemenea furnizate multiplicatoarelor 646a și, respectiv 646b, care multiplică două seturi de secvențe să formeze semnalele PNJ și respectiv PN_Q. Circuitul de control/timp 640 asigură referința timpului.

RO 121884 Β1

Diagrama bloc exemplificată a arhitecturii canalului de date, cum este arătat în fig. 6, este una din numeroasele arhitecturi care suportă modularea și codificarea datelor pe legătura inversă. Pentru transmisia datelor cu debit mare, o arhitectură similară cu aceea pe legătura directă, utilizând canale ortogonale multiple, poate fi de asemenea utilizată. Alte arhitecturi, cum ar fi arhitectura pentru canalul de trafic al legăturii inverse în sistemul CDMA, care este conform standardului IS-95, poate fi de asemenea studiată și este în spiritul prezentei invenții.

într-o variantă exemplificată, canalul dedate pe legătura inversă suportă patru debite de date, care sunt arătate în tabelul 5. în plus, debite de date și/sau debite de date diferite pot fi aduse și sunt în spiritul prezentei invenții. într-o variantă exemplificată, mărimea pachetului pentru legătura inversă este dependentă de debitul de date, cum este arătat în tabelul 5. Cum s-a descris în cererea de brevet US 08/743688, mai sus-menționată, performanța codificatorului îmbunătățit poate fi obținută pentru mărimi de pachete mari. Astfel, mărimi de pachete diferite, ca acelea arătate în tabelul 5, pot fi utilizate să îmbunătățească performanța și sunt în spiritul prezentei invenții. în plus, mărimea pachetului poate depinde de un parametru care este independent de debitul de date.

Tabelul 5

Parametrii modulației controlului puterii și pilot

Parametru	Debite de date	Unități
9,6	19,2	38,4	76,8	Kbps
Durata cadrului	26,66	26,66	13,33	13,33	ms
Lungimea pachetului de date	245	491	491	1003	biți
Lungimea CRC	16	16	16	16	biți
Biți șir codați	5	5	5	5	biți
Total biți/pachet	256	512	512	1024	biți
Lungimea pachetului codificat	1024	2048	2048	4096	simboluri
Lungimea simbolului Walsh	32	16	8	4	cipuri
Cerere cerută	nu	da	da	da

Cum este arătat în tabelul 5, legătura inversă suportă o mulțime de debite de date. 33 într-o variantă exemplificată, debitul de date cel mai scăzut este de 9,6 Kbps și este alocat la fiecare stație mobilă 6 până la înregistrarea cu stația de bază 4. într-o variantă 35 exemplificată, stațiile mobile 6 pot transmite date pe canalul de date cu debitul cel mai scăzut, la orice interval de timp, fără a avea o permisie cerută de la stația de bază 4. într-o 37 variantă exemplificată, transmisia de date la debite de date mari sunt acordate de stația de bază selectată 4 pe un set de parametri de sistem, cum ar fi încărcarea sistemului, claritate, 39 și rezultate totale. Un mecanism de programare exemplificat pentru transmisii de date de viteze mari sunt descrise în detaliu în cererea de brevet US 08/798951 mai sus-menționată. 41

Diagrama bloc exemplificată a canalului pilot/DRC este arătată în fig. 6. Mesajul DRC este furnizat la codificatorul DRC 626 care codifică mesajul potrivit cu un format de cod 43 predeterminat. Codificarea mesajului DRC este importantă de când probabilitatea erorii mesajului DRC este suficient de scăzută, datorită determinării debitului de date pe legătura 45 directă incorectă, având un impact asupra performanțelor rezultate ale sistemului. într-o variantă exemplificată, codificatorul DRC 626 are un codificator bloc CRC de debit (8,4), care 47

RO 121884 Β1 codifică mesajul DRC de trei biți într-un cuvânt cod de 8 biți. Mesajul DRC codificat este furnizat la multiplicatorul 628 care acoperă mesajul cu acoperitoare Walsh, care identifică în mod unic destinația stației de bază 4 pentru care mesajul DRC este direcționat. Codul Walsh este furnizat de generatorul Walsh 624. Mesajul de acoperire DRC este furnizat la multiplexorul (MUX) 630, care multiplexează mesajul cu date pilot. Mesajul DRC și datele pilot sunt furnizate la multiplicatoarele 650a și 650c, care împrăștie datele cu semnalele PN_l și respectiv PN_Q. Astfel, mesajul DRC și mesajul pilot sunt transmise atât pe fază, cât și pe cuadratură ale sinusoidei. într-o variantă exemplificată, mesajul DRC este transmis la stația de bază selectată 4. Aceasta se realizează prin acoperirea mesajului DRC cu codul Walsh, care identifică stația de bază selectată 4. într-o variantă exemplificată, codul Walsh are 128 cipuri în lungime. Derivația de 128 cipuri coduri Walsh este cunoscută în stadiul tehnicii. Un cod Walsh unic este destinat fiecărei stații de bază 4, care este în comunicare cu stația mobilă 6. Fiecare stație de bază 4 descoperă semnalul pe canalul DRC care este destinat codului Walsh. Stația de bază selectată 4 este capabilă să descopere mesajul DRC și să transmită datele la stația mobilă 6 cerută pe legătura directă ca răspuns. Alte stații de bază 4 sunt capabile să determine că debitul de date cerut nu este direcționat la ele, datorită faptului că aceste stații de bază 4 au destinate diferite coduri Walsh.

într-o variantă exemplificată, codurile PN scurte pe legătura inversă pentru toate stațiile de bază 4 în sistemul de comunicare a datelor este aceeași și nu se deplasează în secvențele PN scurte ca să distingă diferite stații de bază 4. Sistemul de comunicare a datelor din prezenta invenție suportă un transferfără întreruperi pe legătura inversă. Folosind aceleași coduri scurte PN fără nici o deplasare se permite ca multiple stații de bază 4 să primească aceleași transmisie pe legătura inversă de la stația mobilă 6 în timpul unui transfer fără întreruperi. Codurile scurte PN asigură spectru împrăștiat, dar nu permit identificarea stațiilor de bază 4.

într-o variantă exemplificată, mesajul DRC poartă debitul de date cerut de stația mobilă 6. într-o variantă alternativă, mesajul DRC poartă o indicație a calității legăturii directe (de exemplu informația C/l măsurată de stația mobilă 6). Stația mobilă 6 poate simultan primi semnale pilot pe legătura directă, de la una sau mai multe stații 4 și acționează asupra măsurătorii C/l pe fiecare semnal pilot primit. Stația mobilă 6 apoi selectează cea mai bună stație de bază 4, bazată pe un set de parametri care pot conține măsurători prezente și anteriore de C/l. Informația controlului debitului este formatată în mesaj DRC, care poate fi transportat la stația de bază 4 în una din numeroasele variante.

într-o primă variantă, stația mobilă 6 transmite un mesaj DRC bazat pe debitul de date cerut. Debitul de date cerut este cel mai mare debit de date suportat, care produce performanță satisfăcătoare la C/l măsurat la stația mobilă 6. De la măsurătoarea C/l, stația mobilă 6 calculează mai întâi debitul maxim de date care produce performanța satisfăcătoare. Debitul maxim de date este apoi cuantificat la unul din debitele de date suportate și destinat ca debit de date cerut. Indexul debitului de date, corespunzând la debitul de date cerut, este transmis la stația de bază selectată 4. Un set exemplificat de debite de date suportate și indici ai debitelor de date corespunzătoare este arătat în tabelul 1.

în a doua variantă, unde stația mobilă 6 transmite o indicație a calității legăturii directe la stația de bază selectată 4, stația mobilă 6 transmite un index C/l, care reprezintă valoarea cuantificată a măsurătorii C/l. Măsurătoarea C/l poate fi aranjată într-un tabel și asociată cu un index C/l. Folosind mai mulți biți să reprezinte indexul C/l permite o cuantificare fină a măsurătorii de C/l. De asemenea, aranjarea poate fi liniară sau predeformată.

RO 121884 Β1

Pentru o aranjare liniară, fiecare increment în indexul C/l reprezintă o creștere corespun- 1 zătoare în măsurătoarea C/l. De exemplu, fiecare pas în indexul C/l poate reprezenta o creștere de 2,0 dB în măsurătoare. Pentru o aranjare predeformare, fiecare increment în 3 indexul C/l poate reprezenta o diferență a creșterii în măsurătoarea C/l. De exemplu, o aranjare predeformată poate fi utilizată să cuantifice măsurătoarea C/l să potrivească curba 5 funcției distribuției cumulative a distribuției C/l, cum este arătat în fig. 10.

Alte variante de transport al informației de control al debitului de la stația mobilă 6 la 7 stația de bază 4 pot fi studiate și sunt în spiritul prezentei invenții. Cel mai mult în descrierea prezentei invenții, este descrisă, pentru simplificare, prima variantă de realizare, folosind un 9 mesaj DRC să transporte debitul de date cerut.

într-o variantă exemplificată, măsurătoarea C/l poate fi realizată pe un semnal pilot 11 în legătură directă, într-o manieră similară ca aceea folosită în sistemul CDMA. O metodă și un aparat pentru realizarea măsurătorii C/l sunt descrise în cererea de brevet 13 US 08/722763, cu titlul “Metodă și aparat pentru măsurarea calității legăturii într-un sistem de comunicare spectru”, înregistrată pe 27 septembrie 1996, de același solicitant ca cel al 15 prezentei invenții și încorporată în referințele bibliografice. în rezumat, măsurătoarea C/l pe un semnal pilot poate conține inexactității dacă condiția canalului se schimbă între timpul 17 măsurătorii C/l și timpul transmisiei de date actuale. în prezenta invenție, folosirea bitului FAC permite stației mobile 6 să ia în considerație activitatea legăturii directe atunci când se 19 determină debitul de date cerut.

într-o variantă alternativă, măsurătoarea C/l poate fi realizată pe canalul de trafic pe 21 legătura directă. Semnalul canalului de trafic este mai întâi tratat cu codul lung PN și codurile scurte PN și descoperit cu codul Walsh. Măsurătoarea C/l pe semnale pe canalele de date 23 poate fi mai curată, datorită faptului că un mare procentaj al puterii de transmisie este alocat pentru transmisia de date. Alte metode să măsoare C/l-ul semnalului pe legătura directă, 25 primit de stația mobilă 6, pot de asemenea fi studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

într-o variantă exemplificată, mesajul DRC este transmis în prima jumătate a 27 intervalului de timp (vezi fig. 7A). Pentru un interval de timp exemplificat, de 1,667 ms, mesajul DRC conține la început 1024 cipuri sau 0,83 ms din intervalul de timp. 1024 cipuri 29 rămase de timp sunt folosite de stația de bază la demodularea și decodificarea mesajului. Transmisia de mesaje DRC, în porțiunea din față a intervalului de timp, permite stației 4 să 31 decodifice mesajul DRC, în același interval de timp, și posibilitatea să transmită datele la debitul de date cerut, la un interval de timp imediat succesiv. întârzierea de procesare scurtă 33 permite sistemului de comunicație din prezenta invenție să adopte repede schimbări în mediul operativ. 35 într-o variantă alternativă, debitul de date cerut este transportat la stația de bază 4, prin folosirea unei referințe absolute și unei referințe relative. în această variantă, referința 37 absolută, conținând debitul de date cerut, este transmisă periodic. Referința absolută permite stației de bază 4 să determine exact debitul de date cerut de stația mobilă 6. Pentru fiecare 39 interval de timp, între transmisiile referințelor absolute, stația mobilă 6 transmite o referință relativă la stația de bază 4, care indică dacă debitul de date cerut pentru intervalul de timp 41 următor este mai mare, mai scăzut sau la fel ca debitul de date, cerut pentru intervalul de timp precedent. Periodic, stația mobilă 6 transmite o referință absolută. Transmisia periodică 43 de index de debite de date permite debitului de date cerut să fie setat ca în stadiul cunoscut al tehnicii și să fie sigur că recepția eronată de referințe relative nu se acumulează. Folosirea 45 referințelor absolute și referințelor relative poate reduce debitul de transmisie de mesaje DRC la stația de bază 6. Alte protocoale care să transmită debitul de date cerut pot fi de 47 asemenea studiate și sunt în spiritul prezentei invenții.

RO 121884 Β1

Canalul de acces este folosit de stația mobilă 6 ca să transmită mesaje la stația de bază 4 în timpul fazei de înregistrare. într-o variantă exemplificată, canalul de acces este implementat folosind o structură defalcată, cu fiecare accesat la întâmplare de stația mobilă 6. într-o variantă exemplificată, canalul de acces este multiplexat în timp cu canalul DRC.

într-o variantă exemplificată, canalul de acces transmite mesaje în capsulele canalului de acces. într-o variantă exemplificată, formatul cadru al canalului de acces este identic cu cel specificat în standardul IS-95, cu excepția că sincronizarea este în cadre de 26,67 ms în loc de cadre de 20 ms, cum este specificat în standardul IS-95. Diagrama unei capsule a canalului de acces, exemplificată, este arătată în fig. 7B. într-o variantă exemplificată, fiecare capsulă a canalului de acces 712 conține un preambul 722, unul sau mai multe capsule mesaje 724, și biți de apelare 726. Fiecare capsulă mesaj conține câmpul lungimii mesajului (MSG LEN) 732, corpul mesajului 734, și biți de paritate CRC 736.

în prezenta invenție, stația mobilă 6 transmite mesaje NACK pe canalul de date. Mesajul NACK este generat pentru fiecare pachet primit ca eroare la stația mobilă 6. într-o variantă exemplificată, mesajele NACK pot fi transmise folosind formatul de date de semnalizare Blank și Burst, cum a fost descris în brevetul US 5504773.

Deși, prezenta invenție a fost descrisăîn contextul unui protocol NACK, folosirea unui protocol ACK poate fi studiată și este în spiritul prezentei invenții.

Descrierea anterioară a unor variante preferate a fost furnizată ca orice specialist în domeniu să poată aplica sau realiza prezenta invenție.

Modificări variate ale acestor variante vor putea fi făcute aparent de specialiștii în domeniu și principiile generice definite aici vor putea fi aplicate la alte variante fără implicarea unei activități inventive.

Astfel, prezenta invenție nu este limitată la variantele arătate aici, dar poate fi în acord cu spiritul larg, consistent, cu principii și noi trăsături, descrise aici.

Claims (45)

1. Revendicări

   1. Metodă pentru transmisia de pachete de date cu debit mare de la cel puțin o stație de bază (4) la o stație mobilă (6), caracterizată prin aceea că aceasta conține pașii de:

   - măsurarea la stația mobilă (6) a unei stații de bază (4) pe baza unui set de parametri;

   - selectarea la stația mobilă (6) a unei stații de bază (4) pe baza unui set de parametri;

   - trimiterea unui mesaj de date cerut de la stația mobilă (6) la stația de bază (4) selectată și

   - recepționarea datelor de la stația de bază (4) selectată la stația mobilă (6) la un debit de date potrivit cu numitul mesaj de date cerut.
2. 2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numiții pași de măsurare, selectare și transmitere sunt realizați la fiecare interval de timp dintr-o multitudine de intervale de timp, până când transmisia de date este completă.
3. 3. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că pasul de măsurare este realizat luând în considerație valoarea primită de la un bit de activitate directă.

   RO 121884 Β1
4. 4. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că pasul de măsurare 1 este realizat pe semnalele pilot ale legăturii directe de la toate stațiile de bază (4) într-un set activ al numitei stații mobile (6).3
5. 5. Metodă conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că o stație de bază (4) suplimentară este adăugată la numitul set activ al numitei stații mobile (6) dacă o putere a5 unui semnal recepționat la stația mobilă (6) de la numita stație de bază suplimentară depășește un prag predeterminat.7
6. 6. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că setul de parametri include C/l-ul numitelor semnale ale legăturii directe.9
7. 7. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că pasul de selectare este bazat pe C/l-ul prezent și anterior al semnalelor legăturii directe.11
8. 8. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de selectare este realizat dacă nivelul semnalului stației de bază (4) selectate depășește nivelul13 semnalului stației de bază (4) selectate anterior cu un histerezis predeterminat.
9. 9. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de 15 selectare este realizat dacă nivelul semnalului stației de bază (4) selectate depășește nivelul semnalului stației de bază (4) selectate anterior cu o durată de timp predeterminată.17
10. 10. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de transmitere este realizat prin acoperirea mesajului de date cerut cu un cod Walsh 19 corespunzător stației de bază (4) selectate.
11. 11. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că codul Walsh este 21 de 128 cipuri în lungime.
12. 12. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mesajul de date 23 cerut este indicativul unui debit de date cerut.
13. 13. Metodă conform revendicării 12, caracterizată prin aceea că debitul de date 25 cerut este unul din mulțimea de debite de date admise.
14. 14. Metodă conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că debitele de date 27 admise sunt selectate cu o funcție de distribuție cumulativă de C/l într-o celulă în care stau numita stație mobilă (6) și numita stație de bază (4) selectată.29
15. 15. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mesajul de date cerut este indicativul calității legăturii transmisiei.31
16. 16. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mesajul de date cerut ocupă prima porțiune a unui interval de timp.33
17. 17. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de recepționare este de la cel mult una din stațiile de bază (4), la fiecare interval de timp.35
18. 18. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că recepționarea este realizată folosind canale Walsh ortogonale.37
19. 19. Metodă conform revendicării 18, caracterizată prin aceea că fiecare canal ortogonal are un debit de date fix.39
20. 20. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de recepționare este realizat folosind manipularea fazei decalate în cuadratură.41
21. 21. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitul pas de recepționare este realizat folosind modularea amplitudinii în cuadratură.43
22. 22. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numitele date sunt recepționate în pachete de date.45

    RO 121884 Β1
23. 23. Metodă conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că pachetele de date au mărimea fixată pentru toate debitele de date.
24. 24. Metodă conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că pachetele de date sunt recepționate pe unul sau mai multe intervale de timp.
25. 25. Metodă conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că fiecare pachet de date conține un preambul.
26. 26. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că preambulul este dispersat cu un cod lung PN.
27. 27. Metodă conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că o lungime a numitului preambul este bazată pe debitul de date.
28. 28. Metodă conform revendicării 22, caracterizată prin aceea că fiecare pachet de date conține unități de date, iar fiecare unitate de date este identificată printr-un număr de secvență.
29. 29. Metodă conform revendicării 28, caracterizată prin aceea că mai cuprinde transmiterea de la o stație mobilă (6) a unui mesaj de neacceptare (NACK) pentru unități de date recepționate incorect de la numita stație mobilă (6).
30. 30. Metodă conform revendicării 29, caracterizată prin aceea că mai cuprinde retransmisia unității de date nerecepționate de stația mobilă (6), conform cu mesajele NACK.
31. 31. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mai cuprinde transmiterea de date de la stația mobilă (6) la toate stațiile de bază (4) într-un set activ de stații mobile (6).
32. 32. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că primul interval de timp al fiecărui pachet de date este recepționat cu un preambul.
33. 33. Metodă conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că unul sau mai multe intervale de timp are o durată fixată, predeterminată.
34. 34. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că pașii de măsurare, selectare și transmitere sunt realizați în timpul fiecărui interval de timp din multitudinea de intervale de timp.
35. 35. Metodă conform revendicării 34, caracterizată prin aceea că fiecare interval de timp din multitudinea de intervale de timp are o durată de timp fixată, predeterminată.
36. 36. Metodă conform revendicării 35, caracterizată prin aceea că durata de timp fixată, predeterminată, este de aproximativ 1,67 ms.
37. 37. Metodă conform revendicării 36, caracterizată prin aceea că semnalele pilot ale legăturii directe sunt recepționate în interiorul impulsurilor pilot transmise de la fiecare din cel puțin o stație de bază (4).
38. 38. Metodă conform revendicării 37, caracterizată prin aceea că impulsurile pilot apar la intervale fixate și au o durată fixată.
39. 39. Metodă conform revendicării 38, caracterizată prin aceea că durata fixată este de 64 cip-uri.
40. 40. Metodă conform revendicării 37, caracterizată prin aceea că impulsurile pilot apar la poziții fixate în interiorul fiecărui interval de timp, având o lungime a intervalului de timp fixată, predeterminată.
41. 41. Aparat pentru aplicarea metodei de la revendicarea 1, pentru transmisia de pachete de date cu debit mare, de la cel puțin o stație de bază (4) la o stație mobilă (6),

    RO 121884 Β1 caracterizat prin aceea că acesta conține:1

    - un transmițător în interiorul fiecărei stații de bază (4), pentru transmiterea semnalelor (50) legăturii directe la stația mobilă (6);3

    - un receptor în interiorul stației mobile (6), astfel dispus încât să genereze măsurări

    C/l ale semnalelor (50) legăturii directe;5

    - un controler (76) în interiorul stației mobile (6), amplasat pentru a recepționa măsurările C/l, controlerul (76) fiind dispus astfel încât să selecteze o stație de bază (4)7 selectată din cel puțin o stație de bază (4), pe baza măsurătorilor de C/l; și

    - un transmițător în interiorul stației mobile (6), care transmite un mesaj cerut de date 9 la stația de bază (4) selectată, transmițătorul din interiorul stației de bază (4) selectate transmite date la un debit de date potrivit cu mesajul cerut de date.11
42. 42. Aparat conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că receptorul este dispus pentru a genera măsurările de C/l la fiecare interval de timp dintr-o multitudine de 13 intervale de timp, controlerul (76) este dispus pentru a selecta stația de bază (4) selectată la fiecare interval de timp, iar transmițătorul din interiorul stației mobile (6) este dispus pentru 15 a transmite mesajul cerut de date, la fiecare interval de timp.
43. 43. Aparat conform cu revendicarea 41, caracterizat prin aceea că receptorul este 17 mai departe amplasat, pentru a genera măsurările C/l, prin luarea în considerare a unei valori recepționate a unui bit de activitate directă.19
44. 44. Aparat conform cu revendicarea 41, caracterizat prin aceea că transmițătorul din interiorul stației mobile (6) mai cuprinde:21

    - un element de acoperire Walsh (624), destinat pentru a acoperi mesajul cerut de date cu un cod Walsh corespunzător stației de bază (4) selectate.23
45. 45. Aparat conform cu revendicarea 41, caracterizat prin aceea că fiecare din numita cel puțin o stație de bază (4) cuprinde în plus o suită ordonată de date accesibilă 25 numai prin primul element pentru date stocate.