UA72544C2 - Method for repeatedly transmitting signals in a communication system (variants) and a device for the realization of the method (variants) - Google Patents
Method for repeatedly transmitting signals in a communication system (variants) and a device for the realization of the method (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- UA72544C2 UA72544C2 UA2002042720A UA2002042720A UA72544C2 UA 72544 C2 UA72544 C2 UA 72544C2 UA 2002042720 A UA2002042720 A UA 2002042720A UA 2002042720 A UA2002042720 A UA 2002042720A UA 72544 C2 UA72544 C2 UA 72544C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- specified
- transmission
- errors
- energy
- frame
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 188
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 23
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 101100438261 Dictyostelium discoideum omt5 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100033320 Lysosomal Pro-X carboxypeptidase Human genes 0.000 description 1
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 108010057284 lysosomal Pro-X carboxypeptidase Proteins 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
Abstract
Description
Винахід стосується зв'язку, зокрема, способу і пристрою для мінімізації повної енергії, потрібної для передачі інформаційного сигналу з бажаним рівнем надійності.The invention relates to communication, in particular, to a method and device for minimizing the total energy required to transmit an information signal with a desired level of reliability.
Використання модуляції для паралельного доступу з кодовим ущільненням каналів (ПДКУ) є одним з способів забезпечення зв'язку у системах з великою кількістю користувачів. Використовується і інші схеми, наприклад, паралельний доступ з розділенням часу або з частотним ущільненням, схеми амплітудної модуляції, наприклад, амплітудне компандування на одній бічній смузі, але ПДКУ має значні переваги порівняно з ними. Використання ПДКУ у системах паралельного доступу описано у патентах США 4 901 307 і 5 103 459, включених у цей документ посиланням. Системи ПДКУ були стандартизовані Асоціацією зв'язку стандартом ТІА/ЕІА/5-95 ("Стандарт сумісності мобільних і базових станцій для широкосмугових стільникових систем двостороннього зв'язку розширеного спектру"), включеному у цей опис посиланням.The use of modulation for parallel access with code compression of channels (CDC) is one of the ways to ensure communication in systems with a large number of users. Other schemes are also used, for example, parallel access with time division or with frequency compression, amplitude modulation schemes, for example, amplitude companding on one sideband, but PDKU has significant advantages compared to them. The use of PDCU in parallel access systems is described in US Patents 4,901,307 and 5,103,459, which are incorporated herein by reference. The PDU systems were standardized by the Telecommunications Association standard TIA/EIA/5-95 ("Mobile and Base Station Compatibility Standard for Broadband Cellular Systems for Two-Way Extended Spectrum Communications"), included in this description by reference.
Система ПДКУ є системою зв'язку розширеного спектра, переваги якої добре відомі. Система ПДКУ, сигнал якої за своєю природою є широкосмуговим, надає можливість частотної диверсифікації, якою енергія сигналу розподіляється по широкій смузі частот. Завдяки цьому селективне частотне завмирання вражає лише незначну частину смуги частот сигналу ПДКУ. Просторової або шляхової диверсифікації досягають створенням багатьох шляхів проходження сигналу одночасно у кількох каналах до мобільного користувача або віддаленої станції через дві або більше базових станцій (БС). Крім того, шляхову диверсифікацію можна одержати використанням багатошляхового довкілля з роздільними прийомом і широкосмуговою обробкою сигналів, що надходять з різними затримками. Приклади шляхової диверсифікації можна знайти у патентахThe PDKU system is a wide spectrum communication system, the advantages of which are well known. The PDKU system, the signal of which is broadband in nature, provides the possibility of frequency diversification, by which the signal energy is distributed over a wide frequency band. Thanks to this, selective frequency fading affects only a small part of the frequency band of the PDKU signal. Spatial or path diversification is achieved by creating multiple signal paths simultaneously in multiple channels to a mobile user or remote station through two or more base stations (BS). In addition, path diversification can be obtained by using a multipath environment with separate reception and broadband processing of signals arriving with different delays. Examples of path diversification can be found in patents
США 5 101 501 і 5 109 390, включених посиланням.US 5,101,501 and 5,109,390, incorporated by reference.
Системи ПДКУ були стандартизовані у США Асоціацією зв'язку стандартом ТІА/ЕІА/Л5-95-8 ("Стандарт сумісності мобільних і базових станцій для широкосмугових стільникових систем двостороннього зв'язку розширеного спектру"), включеному у цей опис посиланням.PADKU systems have been standardized in the USA by the Telecommunications Association standard TIA/EIA/L5-95-8 ("Mobile and Base Station Compatibility Standard for Wideband Cellular Systems for Two-Way Extended Spectrum Communications"), included in this description by reference.
Спочатку І5-95-В був оптимізований для передачі голосових кадрів змінної швидкості. Для забезпечення двостороннього голосового зв'язку, як цього вимагає безпровідна телефонія, бажано, щоб система забезпечувала постійну мінімальну затримку даних. Для цього системи стандарту І5-95-8 забезпечуються потужними протоколами попередньої корекції помилок (ПКП) і вокодерами, стійкими до помилок у голосових кадрах. Протоколи з контролем помилок, які передбачають повторну передачу кадрів, вносять неприйнятні затримки у передачу голосу і не передбачені у І5-95-8.Initially, the I5-95-B was optimized for the transmission of variable rate voice frames. To provide two-way voice communication, as required by wireless telephony, it is desirable that the system provides a constant minimum data delay. For this, I5-95-8 standard systems are provided with powerful advance error correction protocols (EPC) and vocoders resistant to errors in voice frames. Error control protocols that involve retransmission of frames introduce unacceptable delays in voice transmission and are not covered by I5-95-8.
Оптимізації, які роблять стандарт І5-95-В ідеальним для мовного застосування, утруднюють його застосування для передачі пакетованих даних. У багатьох неголосових застосуваннях, наприклад, при передачі за протоколом Інтернету (ПІ) вимоги до затримки є значно менш суворішими. Найбільш поширений у мережі Інтернет Протокол Керування . Передачею (ПРКП) припускає фактично нескінченну затримку для забезпечення безпомилкової передачі. Для підвищення надійності ПРКП передбачає повторні передачі па- кетів ПІ.The optimizations that make the I5-95-B standard ideal for voice applications make it difficult to use for packet data transmission. In many non-voice applications, such as Internet Protocol (IP) transmission, the delay requirements are much less stringent. The most common Internet Management Protocol. Transmission (PRKP) assumes virtually infinite delay to ensure error-free transmission. To increase the reliability of the PRKP, it provides for repeated transmissions of PI packets.
Пакети ПІ звичайно є занадто великими для розміщення у одному кадрі І5-95-В. Навіть після подрібнення пакета ПІ на сегменти, достатнього для розміщення у наборі кадрів І5-95-В, весь цей набір необхідно прийняти без помилок, щоб зберегти цей пакет ПІ для ПРКП. Частота кадрових помилок, яку припускає 15-95-PI packets are usually too large to be placed in one I5-95-B frame. Even after shredding the PI packet into segments sufficient to fit into the I5-95-B frame set, the entire set must be received without error to save that PI packet for the PRCP. The frequency of personnel errors assumed by 15-95-
В, робить дуже низькою імовірність безпомилкового прийому всіх сегментів пакета ПІ.B, makes the probability of error-free reception of all segments of the PI packet very low.
І5-95-В8 передбачає альтернативні типи обслуговування для типів даних, відмінних рід мовних. СтандартI5-95-B8 provides for alternative service types for data types that are distinct from linguistic ones. Standard
ТІА/ЕІА/Л5-707-А, включений посиланням, передбачає ряд процедур, призначених для передачі пакетів даних у системі І5-95-В.TIA/EIA/L5-707-A, included in the link, provides for a number of procedures intended for the transmission of data packets in the I5-95-B system.
Протокол Радіозв'язку (ПРЗ (ВІР) або ПРЗ2 (ВІ Рг)), описаний у І5-707-А.8 і включений посиланням, передбачає наявність протоколу контролю помилок для процедур повторної передачі кадрів на рівні кадру І5- 95-В. ПРЗ належить до класу добре відомих. протоколів контролю помилок типу АКО (МАК-базованих). ПРЗThe Radio Communication Protocol (PRZ (VIR) or PRZ2 (VI Rg)), described in I5-707-A.8 and incorporated by reference, provides for the presence of an error control protocol for frame retransmission procedures at the I5-95-B frame level. PRZ belongs to the class of well-known. error control protocols of the AKO type (MAK-based). PRZ
І5-707 передбачає у системі І5-95-В8 передачу потоків байтів, а не послідовності голосових кадрів.I5-707 provides in the I5-95-B8 system for the transmission of streams of bytes, and not a sequence of voice frames.
ПРЗ має кілька протокольних рівнів. Пакети ПІ, наприклад, перетворюються у потоки байтів "від пункта до пункта" (ПП) до формування потока байтів для протокольного рівня ПРЗ. Оскільки рівень ПРЗ ігнорує протокол і формування кадрів вищих протокольних рівнів, потік даних, що передається ПРЗ, називають "безознаковим потоком байтів".PRZ has several protocol layers. PI packets, for example, are converted into point-to-point (PP) byte streams before forming a byte stream for the PRP protocol layer. Since the RDP layer ignores the protocol and framing of higher protocol layers, the data stream transmitted by the RDP is called an "unsigned byte stream".
ПРЗ був розроблений згідно з вимогами передачі великих пакетів у каналах І5-95-В. Наприклад, якщо пакет ПІ з 500 байтів має бути переданий кадрами 1І5-95-В по 20 байтів кожний, то він складатиметься з 25 повних послідовних кадрів 15-95-В. Ці 25 кадрів ПРЗ мають бути прийняті без помилок, щоб цей пакет ПІ міг бути використаний вищими протокольними рівнями. Якщо канал І5-95-8 припускає 195 кадрових помилок, частота появи помилок у передачі ПРЗ становитиме 1 - (0,99)25, тобто 2295, що є дуже великим значенням порівняно з показниками більшості мереж ПІ. ПРЗ призначався як протокол канального рівня для зниження частоти помилок у передачах ПІ порівняно з частотою помилок у . каналі типу ""ОВазе2 ЕШегпеї".The PRZ was developed in accordance with the requirements for the transmission of large packets in the I5-95-B channels. For example, if a PI packet of 500 bytes is to be transmitted in 15-95-V frames of 20 bytes each, then it will consist of 25 complete consecutive 15-95-V frames. These 25 PRL frames must be received without error so that this PI packet can be used by higher protocol layers. If the I5-95-8 channel assumes 195 frame errors, the frequency of errors in PRZ transmission will be 1 - (0.99)25, i.e. 2295, which is a very large value compared to the indicators of most PI networks. PRZ was intended as a channel-level protocol to reduce the error rate in PI transmissions compared to the error rate in . channels of the type "OVaze2 ESegpei".
Нещодавно Міжнародна Спілка Зв'язку висунула вимогу запропонувати способи, що забезпечують високу швидкість передачі даних і високу якість обслуговування мовного зв'язку у безпровідних каналах. Перша з пропозицій надійшла від Асоціації Зв'язку під назвою "Пе сата2000 ІТО-А АТТ Сапаїдає б!йЮтіввіоп".Recently, the International Telecommunication Union has put forward a requirement to propose methods that ensure high data transmission speed and high quality of voice communication services in wireless channels. The first of the proposals came from the Communication Association under the name "Pe sata2000 ITO-A ATT Sapaidaye b!yYutivviop".
Асоціація зв'язку розробляє проміжний стандарт ТІА/ЕІА/5-2000 (далі - сатаг2000). Друга пропозиція надійшла від Європейського Інституту Стандартів (ЕТ5І) під назвою "пе ЕТ5І ОМТ5 Те!їтевігіа! Надіо Ассез5 (ТВА)The Communications Association is developing the intermediate standard TIA/EIA/5-2000 (hereinafter - satag2000). The second proposal came from the European Institute of Standards (ET5I) under the name "PE ET5I OMT5 Te!itevigia! Nadio Assez5 (TVA)
ІТО-А АТТ Сапаїдаге З!йртіввіоп" (далі - М'СОМА). Третя пропозиція ("Те ОМ/С-136 Сапаїідає З!иртіввіоп", далі - ЕОСЕ) надійшла від ТО 8/1 (США).ITO-A ATT Sapaidage Z!irtivviop" (hereinafter - M'SOMA). The third proposal ("Te OM/S-136 Sapaidage Z!irtivviop", hereinafter - EOSE) came from TO 8/1 (USA).
ПРЗ2 був призначений для використання з І5-95-В. Новий ПРЗ для сата2000 описано у документіPRZ2 was intended for use with I5-95-B. The new PRZ for sata2000 is described in the document
ТІА/ЕІА/Л5-707-А-1.10 (ВІ РЗЕ), включеному посиланням.TIA/EIA/L5-707-А-1.10 (VI RZE), included in the link.
Об'єктом винаходу є нові спосіб і пристрій для передачі сигналу з зумовленим рівнем надійності з використанням повторної передачі хибного кадру. Винахід включає спосіб передачі, максимально ефективний з точки зору енергії передачі у системі, де застосовується повторна передача кадру даних, прийнятого з помилками.The object of the invention is a new method and device for transmitting a signal with a predetermined level of reliability using retransmission of an erroneous frame. The invention includes a transmission method that is as efficient as possible in terms of transmission energy in a system where retransmission of a data frame received with errors is used.
Станція, що передає, оцінює частоту появи кадрових помилок (ЧКП) у функції енергії. У одному з втілень ця станція адаптивно оцінює зворотну інформацію, прийняту " від приймальної станції. У іншому втіленні передавальна станція оцінює стан каналу передачі, наприклад, послаблення, завмирання, кількість шляхів проходження, відносну швидкість віддаленої станції (ВС) і базової станції (БС), швидкість передачі. Після цього передавальна станція використовує довідкову таблицю, яка містить одержану на моделі ЧКП як функцію енергії для всіх можливих умов у каналі, для обрання співвідношення для даних умов.The transmitting station estimates the frame error rate (FRA) as a function of energy. In one embodiment, this station adaptively evaluates the feedback received from the receiving station. In another embodiment, the transmitting station evaluates the state of the transmission channel, for example, attenuation, fading, number of paths, relative speed of the remote station (RB) and the base station (BS). , the transmission rate.The transmitting station then uses a look-up table that contains the model-derived CPP as a function of energy for all possible channel conditions to select the ratio for the given conditions.
Далі передавальна станція визначає сполучення енергії початкової передачі і енергії повторної передачі, яке забезпечить потрібний рівень надійності при мінімальній витраті повної енергії на початкову і повторну передачі. Винахід дає замкнену форму рішення для визначення найефективніших енергій початкової і повторної передач для важливого класу функцій, що описують співвідношення між ЧКП і енергією. Винахід також включає способи визначення найефективніших енергій початкової і повторної передач для інших класів функцій, що описують співвідношення між ЧКП і енергією.Next, the transmission station determines the combination of the energy of the initial transmission and the energy of the retransmission, which will provide the required level of reliability with the minimum expenditure of full energy for the initial and retransmission. The invention provides a closed-form solution for determining the most effective energies of initial and repeated transmissions for an important class of functions describing the relationship between CCP and energy. The invention also includes methods for determining the most effective energies of initial and repeated transmissions for other classes of functions that describe the relationship between CHKP and energy.
Передавальна станція передає кадр з початковою енергією передачі. За допомогою звичайного зворотного зв'язку ця станція одержує повідомлення про появу кадрових помилок на приймальній станції, в результаті чого повторно передає цей кадр з енергією, визначеною для мінімізації повної енергії, потрібної для передачі цього кадру з зумовленим рівнем надійності.The transmitting station transmits a frame with the initial transmission energy. By means of normal feedback, this station receives a message about the occurrence of frame errors at the receiving station, as a result of which it retransmits this frame with an energy determined to minimize the total energy required to transmit this frame with a predetermined level of reliability.
Особливості, об'єкти і переваги винаходу можна краще уяснити з наведеного далі детального опису з посиланнями на креслення, у яких: фіг. 1 - концептуальна схема типової наземної безпровідної системи зв'язку, фіг. 2 - схема алгоритма процеса мінімізації повної енергії повторної передачі згідно з одним з втілень винаходу і фіг. З - блок-схема типового втілення передавальної станції, пристосованої для використання винаходу.Features, objects and advantages of the invention can be better understood from the following detailed description with reference to the drawings, in which: fig. 1 - conceptual diagram of a typical terrestrial wireless communication system, fig. 2 - diagram of the algorithm of the process of minimization of the total energy of retransmission according to one of the embodiments of the invention and fig. C is a block diagram of a typical embodiment of a transmission station adapted to use the invention.
Фіг. 1 ілюструє типову наземну безпровідну систему зв'язку, що включає БС 102 і ВС 104, які мають між собою зв'язок через прямий канал 106 зв'язку, який несе інформацію від БС 102 до ВС 104, і зворотний канал зв'язку, який несе інформацію від ВС 104 до БОС 102. Обмін інформацією між БС 102 і ВС 104 має здійснюватись з зумовленим рівнем надійності. У типовому втіленні інформація у сигналі 106 прямого каналу передається кадрами і бажаному рівню надійності відповідає бажана ЧКП при прийомі у ВС 104.Fig. 1 illustrates a typical terrestrial wireless communication system that includes BS 102 and BC 104 communicating with each other via a forward link 106 that carries information from BS 102 to BC 104 and a reverse link, which carries information from BS 104 to BOS 102. Information exchange between BS 102 and BS 104 must be carried out with a predetermined level of reliability. In a typical embodiment, the information in the signal 106 of the direct channel is transmitted by frames, and the desired level of reliability corresponds to the desired CHKP when received by the VS 104.
Одним з способів досягти бажаної ЧКП є повторна передача. Передавальна станція передає інформацію у кадрах з першою енергією (Еі). Передана інформація приймається приймальною станцією з першою ЧКПІ і передає значення першої ЧКП1 і дані, що ідентифікують кадри, прийнятих з помилками, назад до передавальної станції. Передавальна станція обирає другу енергію (Ег) передачі і повторно передає ці хибні кадри. Приймальна станція приймає ці кадри з другою ЧКП2. Якщо енергії ЕІ, Ег обрані належним чином, ефективна ЧКП після другої передачі дорівнюватиме бажаній.One of the ways to achieve the desired CCP is retransmission. The transmitting station transmits information in frames with the first energy (Ei). The transmitted information is received by the receiving station with the first CHKPI and transmits the value of the first CHKP1 and data identifying the frames received with errors back to the transmitting station. The transmitting station selects a second transmission energy (Eg) and retransmits these false frames. The receiving station receives these frames with the second ChKP2. If the energies EI, Eg are chosen properly, the effective control unit after the second transfer will be equal to the desired one.
Існує нескінченна кількість комбінацій ЕІ і Егі які забезпечують бажану ЧКП. Оскільки системи зв'язку, зокрема з ПДКУ, мають обмеження, зумовлені шумами, доцільно обирати " Еі і Е» таким чином, щоб мінімізувати повну енергію передачі. Повна енергія (ЕЕ) передачі дорівнює енергії першої передачі плюс енергія передачі тих кадрів, що були спочатку прийняті з помилками: «Е» т Еї 4 КЕОЕ» (1) де Ен - енергія першої передачі,There is an infinite number of combinations of EI and EGI that provide the desired CKP. Since communication systems, in particular with PDC, have limitations caused by noise, it is advisable to choose "Ei and E" in such a way as to minimize the total energy of transmission. The total energy (EE) of transmission is equal to the energy of the first transmission plus the transmission energy of those frames that were initially accepted with errors: "E" t Ei 4 KEOE" (1) where En is the energy of the first transmission,
Ег - енергія повторної передачі, а КЕї) - ЧКП передачі з енергією Еч.Eg is the energy of retransmission, and KEi) is the transmission control unit with energy Ech.
Умова того, що ефективна ЧКП дорівнюватиме бажаній, має вигляд:The condition that the effective control system will be equal to the desired one is as follows:
Тчкп - КЕОКЕ») (2) де Тчкп - бажана ЧКП, яка дорівнює добутку ЧКП при передачі з енергією Ен, тобто КЕї) і ЧКП при передачі з енергією Е», тобто (Ег). Отже, задача вибору Ен і Ег для мінімізації повної енергії (Е) за умови, що ефективнаTchkp - KEOKE») (2) where Tchkp is the desired CCP, which is equal to the product of CCP during transmission with energy En, i.e. KEi) and CCP during transmission with energy E", i.e. (Eg). So, the problem of choosing En and Eg to minimize the total energy (E) is effective
ЧПК після другої передачі дорівнюватиме бажаній, зводиться до рішення рівняння (1) з обмеженням (2). Будь- який спосіб рішення рівняння (1) з обмеженням (2) вимагає знання ЧПК як функції енергії або міри енергії, ілюстрованої (3):The CPC after the second transfer will be equal to the desired one, which is reduced to the solution of equation (1) with constraint (2). Any method of solving equation (1) with constraint (2) requires knowledge of the CPP as a function of energy or a measure of energy illustrated by (3):
АкП - КЕ) (3) де мірою енергії Е може бути, наприклад, відношення енергії на біт до шуму (ЕММо). Це співвідношення є функцією кількох змінних, включаючи (але не тільки) послаблення, завмирання, кількість шляхів проходження, відносну швидкість ВС і БО.AkP - KE) (3) where the measure of energy E can be, for example, the ratio of energy per bit to noise (EMMo). This ratio is a function of several variables, including (but not limited to) attenuation, fading, number of paths, and relative speed of the VS and BO.
Після визначення співвідношення (3) для рішення рівняння (1) з обмеженням (2) можуть бути використані різні способи. Отже, для важливого класу функцій можна одержати аналітичне рішення. Зрозуміло, однак, що рішення рівняння (1) з обмеженням (2) можна знайти, використовуючи числові методи. Для одержання аналітичного рішення зручно змінити шкалу з лінійної на логарифмічну. Спочатку рівняння (1) нормалізується введенням довільної константи Ес для енергії: (Е/Ео) - Ех/Єо 4 КЕОЕ»/Ео (4)After determining relation (3), various methods can be used to solve equation (1) with constraint (2). Therefore, an analytical solution can be obtained for an important class of functions. It is clear, however, that the solution of equation (1) with constraint (2) can be found using numerical methods. To obtain an analytical solution, it is convenient to change the scale from linear to logarithmic. First, equation (1) is normalized by introducing an arbitrary constant Es for energy: (E/Eo) - Ex/Eo 4 KEOE»/Eo (4)
Оскільки ЧКП може мати значення між 0 і 1, логарифмічне співвідношення матиме вигляд: х - ІП(КЕ)), х є (-ос,0) (5) у Ех Іп(Е/Ео), У є (-со,є со) (6)Since the CHKP can have a value between 0 and 1, the logarithmic relationship will have the form: x - IP(KE)), x is (-ос,0) (5) в Ех IP(Е/Ео), У is (-со,е so) (6)
Підстановка (5) і (6) у (4) і (5) дає: (Е/Ео) - Ехр(уї) - Ехр(хі куг) (7) п Тчко 2 (Хі ж Хо) (8)Substitution (5) and (6) in (4) and (5) gives: (E/Eo) - Exhr(ui) - Exhr(xi kug) (7) n Point 2 (Xi z Kho) (8)
Залежність (7) від хо може бути усунута підстановкою з (8). Стаціонарна точка повної енергії згідно з (7) може бути визначена через взяття похідної від (7) по хі і дорівнювання її 0:The dependence of (7) on ho can be eliminated by substitution with (8). The stationary point of total energy according to (7) can be determined by taking the derivative of (7) with respect to xi and equating it to 0:
О(Е/Еоуахі - Ехр(удуї я Ехрі(хі ї уг(1 -уг)-0. (9) де ут - похідна від уї по Хі а у» - похідна від у по хі Після одержання з рівняння (9) стаціонарної точки повної енергії обчислюється і дорівнюється 0 друга похідна від (7), яка дає мінімум стаціонарної точки повної енергії: аг(Ео/Ео)/ахі2 - Ехр(ут) (у уї") ж Ехр(хі (10)O(E/Eouahi - Ehr(udui i Ehri(hi i ug(1 -ug)-0. (9) where ut is a derivative of ui along Kh and y" is a derivative of y along kh After obtaining from equation (9) of the stationary point of full energy is calculated and is equal to 0 the second derivative of (7), which gives the minimum of the stationary point of full energy: аг(Ео/Ео)/ахі2 - Ехр(ут) (in уй") and Эхр(хи (10)
уг)Ц1 у ж уг") - 0 де ух" - друга похідна від уї по Хі а уг" - друга похідна від уз по хі.уг)Ц1 у уг") - 0 where ух" is the second derivative of уй on Хи and уг" is the second derivative of уз on хи.
На практиці у багатьох випадках ЧКП каналу є степінною функцією енергії:In practice, in many cases, the CHKP of the channel is a step function of the energy:
КЕ) - о(Е/Ео)" (11)KE) - o(E/Eo)" (11)
Перетворення (11) згідно з (5) і (6) дає: у т бо-хуу 12) де хо - Іп їо і рівняння (7) і (8) суттєво спрощуються, оскільки уг-уг--1/у (13) у -0 (14)Transformation (11) according to (5) and (6) gives: у т бо-хуу 12) where хо - Ип ио and equations (7) and (8) are significantly simplified, since уг-уг--1/у (13 ) in -0 (14)
Після підстановки (13) і (14) у (7) і (8) одержується рішення рівнянь (7) і (8) у замкненій формі: хіп Тукп-у! п(у-1 Ку 2) (15) хіхІпТчкп-хі (16) ут - Ку ж То Тчко ж уїп(у - ТКУ гу г) (7) уг - у1-(п(Тчк(у-1)2)3Щунг) (18)After substituting (13) and (14) in (7) and (8), the solution of equations (7) and (8) is obtained in closed form: hip Tukp-u! p(u-1 Ku 2) (15) khihIpTchkp-khi (16) ut - Ku zh To Tchko zh uip(u - TKU gu g) (7) ug - y1-(p(Tchk(u-1)2) 3Shung) (18)
Іп((Е/Ео))тіп - узї - Іп((у - 2)Му -1)) (19)Ip((E/Eo))tip - uzi - Ip((y - 2)Mu -1)) (19)
Інтерпретація (19) показує, що повторна передача згідно з наведеними вище принципами здійснюється, якщо витримується співвідношенняInterpretation (19) shows that retransmission according to the above principles is carried out if the relation holds
К(ЕЖЕ»2) 2 КЕ1--4(Е(Е») (20)К(ЕЖЭ»2) 2 КЕ1--4(Е(Е") (20)
Якщо співвідношення (20) не витримується, краще вести передачу згідно з (Є) - КЕ1--КЕХЕ») (21)If the ratio (20) is not maintained, it is better to carry out the transfer according to (Е) - КЕ1--КЕХЕ") (21)
Це трапляється при дуже великих значеннях у.This happens at very large values of y.
Хоча математичне обгрунтування способу повторної передачі для спрощення було наведене для однієї передачі, принципи цього способу легко розширюються на будь-яку кількість М повторних передач. Фахівець легко модифікує рівняння (1) для випадку багатьох повторних передач:Although the mathematical justification of the retransmission method for simplification was given for a single transmission, the principles of this method are easily extended to any number M of retransmissions. A person skilled in the art easily modifies equation (1) for the case of many retransmissions:
М-1 (Е)- ЕЕ -КЕОЄ» 4 КЕОЖКЕєз в. Ем КЕ (22) і-їM-1 (E)- EE -KEOE» 4 KEOJKEez v. Em KE (22) i-th
Рівняння (2) для багатьох повторних передач приймає виглядEquation (2) for many retransmissions takes the form
МM
Тчкп - ПКЕЕ) (23) і-їTchkp - PKEE) (23) i-i
Фіг. 2 містить блок-схему алгоритма оцінки навантаження згідно з винаходом. Процедура починається операцією 202, якою передавальна станція оцінює ЧКП як функцію енергії. У одному з втілень ця станція адаптивно оцінює інформацію зворотного зв'язку, прийняту від приймальної станції. У іншому втіленні передавальна станція оцінює стан каналу передачі, наприклад, послаблення, завмирання, кількість шляхів проходження, відносну швидкість ВС і БС, швидкість передачі. Після цього передавальна станція вико- ристовує довідкову таблицю, яка містить одержану на моделі ЧКП як функцію енергії для всіх можливих умов у каналі, і обирає належне співвідношення для даних умов.Fig. 2 contains a block diagram of the load estimation algorithm according to the invention. The procedure begins with operation 202, in which the transmission station evaluates the control unit as a function of energy. In one embodiment, this station adaptively evaluates the feedback information received from the receiving station. In another embodiment, the transmitting station evaluates the state of the transmission channel, for example, attenuation, fading, number of paths, relative speed of the BC and BS, transmission speed. After that, the transmitting station uses a look-up table that contains the CCP obtained on the model as a function of energy for all possible conditions in the channel, and chooses the appropriate ratio for these conditions.
Операцією 204 передавальна станція зчитує потрібну ЧКП, після чого операцією 206 оцінює енергію Е! початкової передачі і енергії Е»....Ем потенціальних повторних передач згідно з наведеними вище принципами.By operation 204, the transmitting station reads the required control unit, after which, by operation 206, it estimates the energy E! initial transmission and energy E"....Em of potential repeated transmissions according to the above principles.
Отже, передавальна станція може використовувати попередньо обчислені рішення рівнянь (15-19) у формі довідкової таблиці або, залежно від обставин, реалізуючи алгоритм рішення рівнянь (22) і (23) числовими методами.Therefore, the transmitting station can use previously calculated solutions of equations (15-19) in the form of a reference table or, depending on the circumstances, implementing the algorithm for solving equations (22) and (23) by numerical methods.
Операцією 208 передавальна станція передає інформаційний кадр з енергією Е|ї, після чого оцінює, чи був цей кадр прийнятий без помилок (опер. 210). Якщо повідомлення від приймальної станції є позитивним, процедура починається знову операцією 202, у іншому разі передавальна станція визначає (опер. 212), чи є у наявності інша енергія Ег2... Ем передачі. Якщо так, операцією 214 передавальна станція з наступною наявною енергією повторно передає інформаційні кадри, які були раніше прийняті з помилками, після чого здійснюється перехід назад до операції 210. У іншому разі передавальна станція інформує алгоритм вищого рівня про невдалу передачу (опер. 216) і повертається до операції 202.By operation 208, the transmitting station transmits an information frame with energy E|y, after which it evaluates whether this frame was received without errors (operation 210). If the message from the receiving station is positive, the procedure begins again with operation 202, otherwise, the transmitting station determines (oper. 212) whether another transmission energy Eg2...Em is available. If so, with operation 214, the transmitting station retransmits the information frames that were previously received in error with the next available energy, then transitions back to operation 210. Otherwise, the transmitting station informs the higher-level algorithm of the failed transmission (operation 216) and returns to operation 202.
Фіг. З містить блок-схему типового втілення передавальної станції, пристосованої для застосування винаходу. Інформація для передачі генерується джерелом 302 даних і надсилається до канального елемента 304, який розділяє її на окремі частини, формує код КЦН і додає хвостові біти згідно з системними вимогами.Fig. C contains a block diagram of a typical embodiment of a transmission station adapted for application of the invention. The information to be transmitted is generated by the data source 302 and sent to the channel element 304, which divides it into separate parts, forms the CCN code and adds tail bits according to system requirements.
Крім того, канальний елемент 304 кодує з згорткою дані, біти КЦН і хвостові біти, переміжує кодовані дані, скремблює переміжені дані довгою псевдошумовою (ПШ) послідовністю і покриває скрембльовані дані послідовністю Уолша, Далі дані надходять до каскаду 306 підсилення, який, згідно з сигналом від процесора 308, масштабує дані таким чином, що вони надходять до передавача 310 з бажаною енергією Е" Передавач 310 розширює масштабовані дані короткими послідовностями ПІД і ПШо, після чого розширені дані модулюються фазною і квадратурно-фазною синусоїдами і о модульований сигнал фільтрується, перетворюється з підвищенням частоти і підсилюється. Далі сигнал передається антеною 312 у прямому каналі 106, якщо передавальною станцією є БС, або у зворотному каналі 108, якщо передавальною станцією є вс.In addition, the channel element 304 convolutionally encodes the data, CCN bits, and tail bits, interleaves the encoded data, scrambles the interleaved data with a long pseudo-noise (PSN) sequence, and overlays the scrambled data with a Walsh sequence. The data then enters the amplification stage 306, which, according to the signal from the processor 308, scales the data so that it arrives at the transmitter 310 with the desired energy E" The transmitter 310 expands the scaled data with short sequences of PID and PSO, after which the expanded data is modulated with phase and quadrature-phase sine waves and the modulated signal is filtered, transformed with Further, the signal is transmitted by the antenna 312 in the forward channel 106, if the transmitting station is BS, or in the reverse channel 108, if the transmitting station is all.
Сигнал зворотного зв'язку від приймальної станції приймається антеною 314 і надсилається до приймача 316, який фільтрує, підсилює, знижує частоту сигналу, квадратурно демодулює його і цифрує. Цифровані дані надходять до демодулятора 318, який згортає ці дані короткими послідовностями ПШ;: і ПШо і розкриває їх послідовністю Уолша. Згорнуті дані від різних кореляторів З3хх демодулятора об'єднуються і дескремблюються довгою ПШ послідовністю. Після цього дані надходять до декодера 320, який виконує операцію, зворотну до кодування, виконаного канальним елементом 304. Декодовані дані надходять до споживача 322 і до процесора 308.The feedback signal from the receiving station is received by the antenna 314 and sent to the receiver 316, which filters, amplifies, reduces the frequency of the signal, quadrature demodulates it and digitizes it. The digitized data is fed to the demodulator 318, which decompresses this data with short sequences PSH;: and PSHo and decompresses them with a Walsh sequence. Convoluted data from different correlators of the C3xx demodulator are combined and descrambling with a long PS sequence. The data is then sent to the decoder 320, which performs the reverse of the encoding performed by the channel element 304. The decoded data is sent to the consumer 322 and to the processor 308.
Призначенням процесора 308 є виконання операцій 202, 204 і 206. Він також керує каскадом 306 підсилення, який масштабує дані для передачі з енергією, визначеною операцією 206, і, таким чином, виконує операцію 208. Функції, що реалізуються операцією 210, процесор 308 виконує, базуючись на інформації, одержаній від декодера 320, про наявність або відсутність помилок при прийомі приймальною станцією переданих даних. Крім того, процесор 308 виконує функцію прийняття рішення (опер. 212) і, залежно від цього рішення, інформує про невдалу передачу (опер. 216) або інструктує джерело 302 даних, канальний елемент 304 і каскад Зхх підсилення повторно передати інформаційні кадри, які були прийняті 3 помилками, з наступною наявною енергією, визначеною операцією 214.The purpose of processor 308 is to perform operations 202, 204, and 206. It also controls amplification stage 306, which scales the data for transmission with the energy determined by operation 206 and thus performs operation 208. The functions implemented by operation 210 are performed by processor 308 , based on the information received from the decoder 320 about the presence or absence of errors when the receiving station receives the transmitted data. In addition, the processor 308 performs a decision function (operation 212) and, depending on the decision, informs about the failed transmission (operation 216) or instructs the data source 302, the channel element 304 and the Xxx amplification stage to retransmit the information frames that were taken by 3 errors, with the next available energy determined by operation 214.
Наведений вище опис бажаних втілень дозволить будь-якому фахівцю використати " винахід, зробивши належні модифікації і зміни згідно з концепціями і принципами винаходу. Об'єм винаходу не обмежується наведеними втіленнями і визначається наведеними новими принципами і ознаками. 105. оту Сл чо мо і шику І шва пн ІЙThe above description of preferred embodiments will allow any person skilled in the art to use the invention by making appropriate modifications and changes in accordance with the concepts and principles of the invention. The scope of the invention is not limited to the given embodiments and is determined by the given new principles and features. 105. And the seam mon ІІ
ФІГ.1 рон он г зв ДуFIG. 1 ron on g zv Du
Їджееклої Ікднальний! птн па аа іде ши мн ше пЕРЕДаВАУ І- -365.Idjeekloi Ikdnalny! ptn pa aa ide shi mn se PEREDAVAU I- -365.
КО днях 0 - ї процЕСОоР З спллдджжтти рий сих? дю ! як «ку споживані. 22.1 декнтр поплін яKO days 0 - th PROCESSOOR With splldjjtti ryy sih? duh! as "ku consumed. 22.1 dekntr poplin i
ІБАНИХ | і де одесі ЛЕМОДУВВТОВ шк ВкИйМАч Бо тт Пеня яжкннуюттютяня й і ЗIBANIKH | and where Odessa LEMODUVVTOV shk VkYiMAch Bo tt Penya yazhknnuuttyutyanya and and Z
ФІГ.З оплтвлвоь (початок " " иFIG. Z opltvlvo (beginning " " and
ОЦІНЮВАННЯ ЧКП- ЛЕ) що 204 і ! 26ASSESSMENT OF CHKP-LE) that 204 and ! 26
ОЦІНКА Ер Ез ЕМ 708EVALUATION Er Ez EM 708
ПЕРЕДАЧА ІНФОРМАНІЙНОГО КАДРУTRANSMISSION OF INFORMATION FRAME
! | З ЕНЕРЛІЄН В ї | | " п й шк ше ШИ ! ;! | With ENERLIEN V i | | " п и шк ше ШИ ! ;
ЯЗI'M FROM
ТАК "ІНФОРМАЦІЙНИЙ 7-0 в ві КАДР ПРИЙНЯТО ч-. БЕЗЛОМИЛОКУ і пз. ні «7 ЕНЕРЛЯДНЯ ніки ПОВТОРНОЇ ПЕРЕДАЧІ ре " 2 У НАЯВНОСТІ?YES "INFORMATION 7-0 in vi FRAME RECEIVED h-. BEZMYLOKU and pz. no "7 ENERGY NIC RE-TRANSMISSION re " 2 AVAILABLE?
ТАК ! ' 36 ше дл 1 ПОВТОРНА ПЕРЕДАЧАSO ! ' 36 she dl 1 RE-TRANSMISSION
ДОПОВІДЬ ПРО ІНФОРМАЦІЙНОГО КАДРУ,REPORT ON THE INFORMATION STAFF,
І НЕВДАЧУ ДО АПГОРИТМА | ПРИЙНЯТОГО З ПОМИЛКАМИ, вищого РІВНЯ і З НАСТУПНОЮ. НАЯВНОЮ ср ЕНЕРГІЄЮ (Б ЕМ) ! ! 1AND FAIL TO THE APPORITHM | ACCEPTED WITH ERRORS, HIGHER LEVEL and WITH THE NEXT. AVAILABLE sr ENERGY (B EM) ! ! 1
ФІГ.2FIG. 2
Claims (30)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15844699P | 1999-10-09 | 1999-10-09 | |
PCT/US2000/027534 WO2001028127A1 (en) | 1999-10-09 | 2000-10-07 | Method and apparatus for minimising total transmission energy in a communication system by using channel quality |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA72544C2 true UA72544C2 (en) | 2005-03-15 |
Family
ID=34618937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2002042720A UA72544C2 (en) | 1999-10-09 | 2000-07-10 | Method for repeatedly transmitting signals in a communication system (variants) and a device for the realization of the method (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA72544C2 (en) |
-
2000
- 2000-07-10 UA UA2002042720A patent/UA72544C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6519278B1 (en) | Transmitting/receiving apparatus using a plurality of spreading codes | |
JP3983811B2 (en) | Method and apparatus for measuring link quality of a spread spectrum communication system | |
KR100437851B1 (en) | Codec mode decoding using a priori knowledge | |
EP0993713B1 (en) | Automatic retransmission with order of information changed | |
UA64029C2 (en) | Device for receiving an information signal and the method for decoding the signal; device and method for transmitting an information signal | |
EP1129527B1 (en) | High-penetration radiocommunication system using a compact character set | |
KR20010031941A (en) | Method and apparatus for time efficient retransmission using symbol accumulation | |
CA2237693A1 (en) | High-penetration transmission method for a radiocommunication system | |
TW494650B (en) | Method and apparatus for minimizing total transmission energy in a communication system employing retransmission of frame received in error | |
US6130883A (en) | Method and apparatus for voice packet communications | |
AU1564100A (en) | Reception method and receiver | |
US20030012128A1 (en) | Radio base station apparatus and communication terminal apparatus | |
TWI323989B (en) | Transmission diversity systems | |
EP0787386A2 (en) | Sectorized communication system and methods useful therefor | |
US6363257B1 (en) | Method, apparatus, and communication protocol for transmitting control data with an improved error correction capability in a digital cordless telephone system | |
WO2000010348A2 (en) | Packet-switched data transmission in radio system | |
US7308036B2 (en) | Adaptive symbol mapping in mobile system | |
UA72544C2 (en) | Method for repeatedly transmitting signals in a communication system (variants) and a device for the realization of the method (variants) | |
Lay et al. | A communication protocol for mobile satellite systems affected by rain attenuation | |
US20050044464A1 (en) | Method and radio station for data transmission in a radio communication system | |
Wysocki et al. | DS CDMA scheme for WATM LAN with error control | |
Shen et al. | Performance analysis of FH/CDMA packet radio networks in fading channel for integrated voice/data traffics | |
Kondo et al. | Video transmission performance with adaptive time diversity over PHS channels | |
Souissi et al. | Performance analysis of a random access direct sequence, packet combining, code division multiple access system |