Способ и устройство для надежной передачи служебных сигналов в беспроводной связи

Способ и устройство для надежной передачи служебных сигналов в беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет согласно §119 раздела 35 Свода законов США.

Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки №60/711987, озаглавленной "СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДЕЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ СЛУЖЕБНЫХ СИГНАЛОВ В БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ", зарегистрированной 26 августа 2005 года, назначенной на заявителя этого документа и явно включенной в настоящий документ по ссылке.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие имеет отношение к связи вообще, и в частности к методикам для надежной передачи служебных сигналов в беспроводной связи.

Предшествующий уровень техники

В системе связи передатчик может принимать кадры данных для передачи приемнику. Передатчик может обрабатывать (например, кодировать, чередовать и модулировать) каждый кадр данных для формирования символов данных и может мультиплексировать служебные сигналы с символами данных. Служебные сигналы могут указывать скорость передачи данных и/или другую информацию для кадра данных. Затем передатчик обрабатывает мультиплексированные символы данных и служебные сигналы для формирования модулированного сигнала и передает этот сигнал через канал связи.

Приемник принимает переданный сигнал и обрабатывает принятый сигнал для получения оценок символов данных, которые являются оценками символов данных, отправленных передатчиком. Приемник также может восстановить служебные сигналы для каждого кадра данных и затем обработать (например, демодулировать, подвергнуть обратному чередованию и декодировать) оценки символов данных в соответствии с восстановленными служебными сигналами для получения декодированного кадра, который является оценкой кадра данных, отправленного передатчиком.

Приемнику может быть необходимо правильно восстановить служебные сигналы, чтобы должным образом обработать оценки символов данных и получить правильно декодированный кадр. Поэтому в области техники имеется потребность в методиках для достижения надежной передачи служебных сигналов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним вариантом воплощения изобретения устройство содержит по меньшей мере один процессор для приема кадра, содержащего кодированные данные и служебные сигналы, для определения качества принятого сигнала принятого кадра, для определения, являются ли служебные сигналы надежными, на основе качества принятого сигнала, и если служебные сигналы считаются надежными, для восстановления служебных сигналов и декодирования кодированных данных в соответствии с восстановленными служебными сигналами и память, соединенную по меньшей мере с одним процессором.

Другой вариант воплощения включает в себя способ, содержащий этапы, на которых принимают кадр, содержащий кодированные данные и служебные сигналы; определяют качество принятого сигнала принятого кадра; определяют, являются ли служебные сигналы надежными, на основе качества принятого сигнала; и если служебные сигналы считаются надежными, восстанавливают служебные сигналы и декодируют кодированные данные в соответствии с восстановленными служебными сигналами.

Другой вариант воплощения включает в себя устройство, содержащее средство для приема кадра, содержащего кодированные данные и служебные сигналы; средство для определения качества принятого сигнала принятого кадра; средство для определения, являются ли служебные сигналы надежными, на основе качества принятого сигнала; средство для восстановления служебных сигналов, если они считаются надежными; и средство для декодирования кодированных данных в соответствии с восстановленными служебными сигналами, если служебные сигналы считаются надежными.

Другой вариант воплощения включает в себя читаемые с помощью процессора носители для хранения команд, предписывающих принимать кадр, содержащий кодированные данные и служебные сигналы; определять качество принятого сигнала принятого кадра; определять, являются ли служебные сигналы надежными, на основе качества принятого сигнала; и если служебные сигналы считаются надежными, восстанавливать служебные сигналы и декодировать кодированные данные в соответствии с восстановленными служебными сигналами.

Другой вариант воплощения включает в себя способ, содержащий этапы, на которых определяют, применима ли улучшенная надежность для служебных сигналов для кадра данных; отправляют служебные сигналы без улучшенной надежности, если она считается не применимой; и отправляют служебные сигналы с улучшенной надежностью, если она считается применимой.

Другой вариант воплощения включает в себя устройство, содержащее средство для определения, применима ли улучшенная надежность для служебных сигналов для кадра данных; средство для отправки служебных сигналов без улучшенной надежности, если она считается не применимой; и средство для отправки служебных сигналов с улучшенной надежностью, если она считается применимой.

Ниже более подробно описаны различные аспекты и варианты воплощения изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает систему связи с многостанционным доступом.

Фиг.2 показывает структуру кадра с тремя уровнями в технологии UTRA TDD LCR.

Фиг.3 показывает формат пакета в технологии UTRA TDD LCR.

Фиг.4 показывает обработку кадра данных посредством передатчика в технологии UTRA TDD LCR.

Фиг.5A, 5B и 5C показывают передачу кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) без повторения, с 2-кратным повторением и с 4-кратным повторением соответственно.

Фиг.6 показывает процесс для отправки служебных сигналов посредством передатчика.

Фиг.7 показывает взаимосвязь между целевым отношением сигнала к шуму и помехе (SINR), смещением отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) и порогом отношения сигнала к шуму и помехе (SINR).

Фиг.8 показывает механизм управления мощностью.

Фиг.9 показывает датчик надежности индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

Фиг.10 показывает процесс для обработки данных посредством приемника.

Фиг.11 показывает блок-схему базовой станции и терминала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово "иллюстративный" используется здесь для обозначения "служащий примером, экземпляром или иллюстрацией". Любой вариант воплощения, описанный здесь как "иллюстративный", не должен обязательно рассматриваться как предпочтительный или выгодный по сравнению с другими вариантами воплощения.

Фиг.1 показывает систему 100 связи с многостанционным доступом с несколькими базовыми станциями 110 и несколькими терминалами 120. Базовая станция в общем случае является стационарной станцией, которая взаимодействует с терминалами и может также быть названа узлом B, точкой доступа или какими-либо другими терминами. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие связи для конкретной географической области. Системный контроллер 130 соединен с базовыми станциями 110 и обеспечивает координацию и управление для этих базовых станций.

Терминал может являться стационарным или мобильным и также может быть назван пользовательским оборудованием, мобильной станцией или какими-либо другими терминами. Терминал может не взаимодействовать с базовыми станциями или взаимодействовать с одной или несколькими базовыми станциями в любой заданный момент. Терминал может являться сотовым телефоном, карманным компьютером (PDA), абонентской установкой, беспроводным модемом, беспроводным устройством и т.д. В последующем описании термины "терминал" и "пользователь" используются взаимозаменяемо.

Описанные здесь методики могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Система CDMA может реализовать беспроводную технологию, такую как cdma2000, дуплексная связь с временным разделением универсального наземного беспроводного доступа (UTRA TDD) или дуплексная связь с частотным разделением универсального наземного беспроводного доступа (UTRA FDD). Технология cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Технология UTRA TDD включает в себя варианты с 1,28, 3,84 и 7,68 Mcps (миллионов элементарных сигналов в секунду). Технология UTRA TDD с 3,84 и 7,68 Mcps также называется CDMA с временным разделением (TD-CDMA) или высокой скоростью передачи элементарных сигналов (HCR). Технология UTRA TDD с 1,28 Mcps также называется синхронным доступом CDMA с временным разделением каналов (TD-SCDMA) или низкой скоростью передачи элементарных сигналов (LCR). Технология UTRA FDD также называется широкополосным доступом CDMA (W-CDMA). Система TDMA может реализовать беспроводную технологию, такую как глобальная система для мобильной связи (GSM). Технологии UTRA TDD, UTRA FDD и GSM описываются в документах организации, называемой "Проектом партнерства для создания сетей третьего поколения" (3GPP). Технология cdma2000 описывается в документах организации, называемой "Проектом-2 партнерства для создания сетей третьего поколения" (3GPP2). Эти различные технологии и стандарты беспроводной связи известны в области техники. Для ясности методики описываются далее для технологии UTRA TDD LCR.

Фиг.2 показывает структуру 200 кадра с тремя уровнями в технологии UTRA TDD LCR. Линия времени передачи делится на кадры, каждый кадр идентифицирован посредством системного номера кадра (SFN). Каждый кадр имеет продолжительность 10 миллисекунд (мс) и делится на два подкадра 1 и 2. Каждый подкадр имеет продолжительность 5 мс и делится на семь временных интервалов от 0 до 6, временной интервал контрольного сигнала нисходящей линии связи (DwPTS), временной интервал контрольного сигнала восходящей линии связи (UpPTS) и защитный период (GP). Временной интервал 0 используется для нисходящей линии связи, временной интервал 1 используется для восходящей линии связи, и временные интервалы 2-6 могут использоваться для нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи, как определено посредством точки переключения.

Каждый временной интервал может быть назначен одному или нескольким пользователям. Передача для пользователя во временном интервале называется пакетом. Пакет может нести информационные данные, управляющие данные, индикатор комбинации транспортных форматов (TFCI), информацию управления мощностью передачи (TPC), сдвиг синхронизации (SS) или их комбинацию. Индикатор комбинации транспортных форматов (TFCI) указывает скорость передачи данных кадра данных. Эта скорость передачи данных связана с различными параметрами, такими как, например, размер кадра, скорость передачи кода, схема модуляции и т.д. Информация управления мощностью передачи (TPC) используется для регулировки мощности передачи. Сдвиг синхронизации (SS) используется для регулировки синхронизации, чтобы пакеты от разных терминалов прибывали в базовую станцию выровненными по времени. В технологии UTRA TDD определены различные форматы пакета.

Фиг.3 показывает формат 300 пакета для случая, в котором пакет несет информацию индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), управления мощностью передачи (TPC) и сдвига синхронизации (SS). Формат 300 пакета может использоваться для нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Формат 300 пакета охватывает два пакета, которые будут отправлены в двух временных интервалах, одном временном интервале в подкадре 1 и другом временном интервале в подкадре 2. Каждый пакет включает в себя первое поле данных, поле контрольной последовательности, второе поле данных и защитный период (GP). Четыре поля каждого пакета имеют длины (в элементарных сигналах), показанные на фиг.3.

Четыре поля данных двух пакетов несут символы данных для кадра данных. Кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) делится на четыре части, которые вставляются в четыре поля данных в местоположениях, показанных на фиг.3. Символ(ы) сдвига синхронизации (SS) и символ(ы) информации управления мощностью передачи (TPC) также могут быть вставлены во второе поле данных каждого пакета в местоположениях, показанных на фиг.3.

В технологии UTRA TDD символы данных и символы индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) во временном интервале подвергаются спектральному расширению с помощью одного и того же кода Уолша. Этот код Уолша имеет коэффициент расширения SF, который может быть равен 1, 2, 4, 8 или 16. Коэффициент расширения определяет количество раз, которое данный символ копируется и отправляется во временном интервале. Коэффициент расширения, таким образом, является одним фактором, который определяет надежность символа. Поскольку количество элементарных сигналов во временном интервале фиксировано, коэффициент расширения определяет количество символов, которые можно отправить во временном интервале. В частности, временной интервал может нести 704/SF символов в двух полях данных временного интервала.

В технологии UTRA TDD терминалу может быть назначен выделенный информационный канал (DTCH) и выделенный канал управления (DCCH) и для нисходящей линии связи, и восходящей линии связи. Канал DTCH несет информационные данные, например, для голоса, пакетных данных и т.д. Один кадр данных может быть отправлен по каналу DTCH в каждом интервале времени передачи (TTI), который может составлять 20 мс или некоторую другую продолжительность. Кадр данных также может называться пакетом, кодовым словом данных, блоком данных и т.д. Канал DCCH несет служебные сигналы. Один управляющий кадр может быть отправлен по каналу DCCH в каждом интервале, составляющем 40 мс.

Фиг.4 показывает обработку кадра данных посредством передатчика в технологии UTRA TDD LCR. Передатчик выполняет присоединение циклического избыточного кода (CRC), сверточное кодирование, чередование и сегментацию кадров беспроводной связи кадра данных для формирования двух кодовых блоков. Код CRC используется приемником для обнаружения ошибок. Затем передатчик выполняет прокалывание и сопоставление скорости передачи для каждого кодового блока для получения проколотого кодового блока, имеющего желаемое количество кодовых битов. Передатчик мультиплексирует каждый проколотый кодовый блок с блоком канала DCCH, чередует каждый набор кодового блока и блока канала DCCH для формирования чередованного блока и присоединяет индикатор комбинации транспортных форматов (TFCI), информацию управления мощностью передачи (TPC) и сдвиг синхронизации (SS) к каждому чередованному блоку. Затем передатчик выполняет сегментацию интервала и формирует четыре пакета для кадра данных.

Передатчик может принимать информационные данные на различных скоростях передачи данных для передачи приемнику. В качестве примера, передатчик может иметь речевой вызов и может принимать голосовые кадры, сформированные посредством адаптивного многоскоростного (AMR) речевого кодека на скоростях передачи данных в пределах от 12,2 до 4,75 килобит в секунду (кбит/с). Передатчик также может принимать кадры индикатора тишины (SID) во время периодов тишины (например, пауз) и нулевые кадры. Передатчик может обрабатывать каждый кадр данных с подходящей кодовой скоростью для формирования надлежащего количества кодовых битов для передачи в четырех временных интервалах. Передатчик может использовать различные кодовые скорости для кадров данных с различными скоростями передачи данных.

На фиг.4 количество битов в каждом блоке зависит от скорости передачи данных кадра данных, осуществляется ли отправка информации канала DCCH и осуществляется ли отправка индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), информации управления мощностью передачи (TPC) и сдвига синхронизации (SS). Фиг.4 показывает количество битов в каждом блоке для случая, в котором скорость передачи данных составляет 12,2 кбит/с, и осуществляется отправка информации DCCH, индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), информации управления мощностью передачи (TPC) и/или сдвига синхронизации (SS) с помощью кадра данных. Если отправка информации DCCH, индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), информации управления мощностью передачи (TPC) и/или сдвига синхронизации (SS) не осуществляется, то количество битов в каждом проколотом кодовом блоке увеличивается на соответствующее количество битов, поскольку количество битов в каждом пакете фиксировано. Кодовая скорость определяется посредством количества битов в кадре данных и количества битов в двух проколотых кодовых блоках.

Каждая кодовая скорость ассоциируется с конкретным минимальным качеством принятого сигнала, требуемым для достижения целевого уровня эффективности. Качество принятого сигнала может быть количественно определено с помощью отношения сигнала к шуму и помехе (SINR), отношения сигнала к шуму (SNR), отношения энергии на символ к полному шуму (Es/Nt) или какой-либо другой меры. Для ясности ниже в большей части описания для качества принятого сигнала используется отношение сигнала к шуму и помехе (SINR). Целевой уровень эффективности может быть количественно определен с помощью конкретной частоты появления ошибок в кадре (FER), например, равной 1%. Для кадров данных, закодированных с различными кодовыми скоростями, могут использоваться различные уровни мощности передачи. Например, когда осуществляется отправка информации канала DCCH, кадр индикатора тишины (SID) может быть передан с мощностью на 4,5 децибел (дБ) меньше, чем кадр с данными со скоростью передачи 12 кбит/с, и нулевой кадр может быть передан с мощностью на 6,4 дБ меньше, чем кадр с данными со скоростью передачи 12 кбит/с, для той же самой целевой частоты появления ошибок в кадре (FER). Кадры с данными со скоростью передачи 12 кбит/с, кадры индикатора тишины (SID) и нулевые кадры без информации канала DCCH могут быть переданы с более низкой мощностью, чем кадры с данными со скоростью передачи 12 кбит/с, кадры индикатора тишины (SID) и нулевые кадры с информацией канала DCCH.

Индекс или значение индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) могут быть отправлены в каждом закодированном составном транспортном канале (CCTrCH) для указания формата, используемого для этого канала CCTrCH. Канал CCTrCH представляет собой мультиплексирование данных для всех назначенных транспортных каналов в одном интервале времени передачи (TTI), который может составлять 20 мс для голоса. Передача индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) конфигурируется посредством более высоких уровней. Каждый распределенный временной интервал также включает в себя служебные сигналы более высокого уровня для указания того, несет ли этот временной интервал индикатор комбинации транспортных форматов (TFCI). Индикатор комбинации транспортных форматов (TFCI) присутствует в первом временном интервале кадра беспроводной связи для каждого канала CCTrCH.

Индекс индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может включать в себя от 1 до 10 информационных битов (или битов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI)), которые кодируются для формирования кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Индекс индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) кодируется различным образом в зависимости от количества битов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) и выбранной схемы модуляции. Таблица 1 резюмирует кодирование индекса индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) и 8-кратной фазовой манипуляции (8-PSK) для различного количества битов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Кодирование индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) описывается в нормативном документе 3GPP TS 25.222, озаглавленном "Мультиплексирование и кодирование канала (технология TDD)", выпуск 7, март 2006 года, который является общедоступным. Кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) можно отправить с помощью 2, 4, 8 или 16 символов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Символы индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) расширяются с помощью того же самого кода Уолша, как и символы данных.

Таблица 1
	Квадратурная фазовая манипуляция (QPSK)	8-кратная фазовая манипуляция (8-PSK)
Количество битов индикатора TFCI	Кодирование/повторение	Размер кодового слова индикатора TFCI	Кодирование/повторение	Размер кодового слова индикатора TFCI	Количество символов индикатора TFCI
1 или 2	Четырехкратное (4X) повторение	4 или 8	Шестикратное (6X) повторение	6 или 12	2 или 4
3-5	Блочный код (16, 5)	16	Блочный код (32, 5) и прокалывание	24	8
6-10	Блочный код (32, 10)	32	Блочный код (64, 10) и прокалывание	48	16

В технологии UTRA TDD все символы временного интервала передаются на одном и том же уровне мощности. Схемы кодирования для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) не являются такими же сильными, как сверточный код, используемый для части данных. Следовательно, когда мощность передачи устанавливается на более низкий уровень для кадра данных с более низкой скоростью передачи, более низкая мощность передачи может быть недостаточной для надежного декодирования кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Более низкий уровень мощности передачи может привести к меньшей надежности для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Было выполнено компьютерное моделирование для определения частоты появления ошибок в кадре (FER) индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для случая без информации канала DCCH, которая имеет более низкие уровни мощности для кадров индикатора тишины (SID) и нулевых кадров. Для кода с четырехкратным повторением (который используется для 1 или 2 битов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) при квадратурной фазовой манипуляции (QPSK)) в канале с аддитивным белым гауссовским шумом (AWGN) частота появления ошибок в кадре (FER) составляет приблизительно 0,5% для кадров с данными со скоростью 12 кбит/с, приблизительно 12% для кадров идентификатора тишины (SID) и приблизительно 27% для нулевых кадров. Частоты появления ошибок в кадре (FER) даже выше для биортогонального кода (16, 5) и кода Рида-Мюллера (32, 20). Высокие частоты появления ошибок в кадре (FER) индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для кадров индикатора тишины (SID) и нулевых кадров будут неблагоприятно воздействовать на эффективность передачи данных.

Надежность индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может быть улучшена по-разному. Ниже описываются несколько вариантов воплощения улучшения надежности индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

Фиг.5A показывает передачу кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) без повторения. Кадр данных может быть отправлен в четырех временных интервалах четырех подкадров в интервале времени передачи (TTI). Кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) делится на четыре части, которые вставляются в первые два временных интервала. Последние два временных интервала не включают в себя информацию индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

Фиг.5B показывает передачу кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) с двукратным повторением. В варианте воплощения кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) повторяется дважды, первая копия кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется в первых двух временных интервалах, и вторая копия кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется в последних двух временных интервалах. В другом варианте воплощения (не показан на фиг.5B) половина кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется в первых двух временных интервалах, и другая половина кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется в последних двух временных интервалах. Отправка кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) по четырем временным интервалам может обеспечить большее разнесение во времени.

В еще одном варианте воплощения первая и вторая копии кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляются в первых двух временных интервалах. Первая копия кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется с использованием первого кода Уолша, и вторая копия кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется с использованием второго кода Уолша. Этот вариант воплощения позволяет приемнику быстрее декодировать кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

Фиг.5C показывает передачу кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) с четырехкратным повторением. В варианте воплощения кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) повторяется четыре раза, первая и вторая копии кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляются в первых двух временных интервалах с использованием двух кодов Уолша, и третья и четвертая копии кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляются в последних двух временных интервалах с использованием двух кодов Уолша.

В еще одном варианте воплощения кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) отправляется с достаточной мощностью передачи для надежного приема. В зависимости от скорости передачи данных в заданном временном интервале мощность передачи, используемая для символов индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), может быть равной или выше мощности передачи, используемой для символов данных.

Можно показать, что каждое удвоение коэффициента повторения индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) приводит к улучшению приблизительно на 3 дБ для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Например, отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), составляющее приблизительно 1,3 дБ, может требоваться для достижения частоты появления ошибок в кадре (FER), равной 1%, для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) с биортогональным кодом в канале с аддитивным белым гауссовским шумом (AWGN). Требуемое отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть уменьшено приблизительно до -1,7 дБ посредством двукратной отправки кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) и приблизительно до -4,7 дБ при четырехкратной отправке кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

В варианте воплощения кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) передается с улучшенной надежностью только при необходимости. Смещения мощности могут быть определены для всех поддерживаемых скоростей передачи данных. Улучшенная надежность (например, двукратное или четырехкратное повторение) может использоваться для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для некоторых скоростей передачи данных на основе их смещений мощности. Например, улучшенная надежность может быть применена только к нулевым кадрам, имеющим наибольшее смещение мощности и наименьший уровень мощности передачи. Улучшенная надежность также может быть применена к кадрам индикатора тишины (SID) и/или кадрам с другими скоростями передачи данных. В другом варианте воплощения улучшенная надежность применяется к индикатору комбинации транспортных форматов (TFCI) для всех поддерживаемых скоростей передачи данных.

Фиг.6 показывает вариант воплощения процесса 600 для отправки служебных сигналов, например, индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Кадр данных принимают для передачи и определяют скорость передачи данных кадра данных (этап 612). Затем определяют, применима ли улучшенная надежность для служебных сигналов (например, кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI)) для кадра данных (этап 614). Например, улучшенная надежность может быть применима, если скорость передачи данных кадра данных ниже некоторой скорости. Если улучшенная надежность применима, как определяют на этапе 616, то сообщение отправляют с улучшенной надежностью (этап 618). Это может повлечь за собой копирование служебных сигналов и отправку нескольких копий служебных сигналов. Если улучшенная надежность не применима, то сообщение отправляют обычным образом (этап 620).

Приемник получает все отправленные копии кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для кадра данных. Приемник может объединить все копии индикаторов комбинации транспортных форматов (TFCI) для получения объединенного индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) для кадра данных. В одном варианте воплощения приемник выполняет простое усреднение и суммирует копии индикаторов комбинации транспортных форматов (TFCI) посимвольно. В другом варианте воплощения приемник выполняет объединение с максимальным отношением (MRC), взвешивает символы для каждой копии индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) на основе отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) этой копии индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) и суммирует взвешенные символы для всех копий индикаторов комбинации транспортных форматов (TFCI) посимвольно. Объединение с максимальным отношением (MRC) дает больший вес копиям индикаторов комбинации транспортных форматов (TFCI) с более высокими отношениями принятого сигнала к шуму и помехе (SINR), что может улучшить качество объединенного индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI).

Описанные выше варианты воплощения улучшают надежность индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI), когда данные отправляются с переменным уровнем мощности передачи, например, вследствие изменений активности речи во время голосового вызова. Компьютерное моделирование указывает, что четырехкратное копирование кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может уменьшить частоту появления ошибок в кадре (FER) индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) приблизительно до 1% или лучше для большинства моделей канала для кадров индикатора тишины (SID) и кадров с более высокими скоростями. Однако даже четырехкратное копирование кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) не может достичь желаемой надежности для кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) при отправке в нулевом кадре, который передается на очень низком уровне мощности. Для нулевых кадров, а также других кадров эффективность индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может быть улучшена с использованием методики, описанной ниже.

В варианте воплощения надежность индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) определяется на основе отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) кадра данных. Кадр данных может быть отправлен в нескольких временных интервалах. Отношение принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть определено для каждого временного интервала, например, на основе контрольной последовательности и/или части данных во временном интервале. Отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для всех временных интервалов могут быть объединены для получения отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадра данных. В варианте воплощения отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для всех временных интервалов усредняются для получения отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадра данных. В другом варианте воплощения отношение принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадра данных устанавливается на 3 дБ (или 6 дБ) выше, чем самое низкое отношение принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) среди всех временных интервалов для двукратного (или четырехкратного) повторения индикатора комбинации транспортных форматов информации (TFCI).

Принятое кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может считаться надежным, если вероятность ошибочного декодирования кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) меньше целевой частоты появления ошибок в кадре (FER) для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Принятое кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) может быть декодировано обычным образом, если определено, что оно является надежным. Если принятое кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) определено как ненадежное, могут быть выполнены другие действия, такие как слепое декодирование. При слепом декодировании приемник может декодировать принятый кадр на основе различных гипотез о скорости передачи данных, пока кадр не будет правильно декодирован.

В варианте воплощения надежность принятого кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) определяется посредством сравнения отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) кадра данных с порогом отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) следующим образом:

Уравнение (1)

В уравнении (1) принятое кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) считается надежным, если отношение принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) превышает порог отношения сигнала к шуму и помехе (SINR), и считается ненадежным в ином случае. Порог отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть выбран таким образом, что если принятое кодовое слово индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) считают надежным, вероятность ошибочного декодирования кодового слова индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI) является меньше целевой частоты появления ошибок в кадре (FER) для индикатора комбинации транспортных форматов (TFCI). Порог отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть определен несколькими способами.

В варианте воплощения порог отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) определяется на основе целевого отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) и смещения отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). Целевое отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть откорректировано посредством цикла регулирования мощности для достижения желаемого уровня эффективности, например, частоты появления ошибок в кадре (FER), равной 1%, для кадров данных. Передатчик может корректировать мощность передачи кадров данных таким образом, чтобы отношение принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) было около целевого отношения сигнала к шуму и помехе (SINR), как описано ниже. Смещение отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть определено на основе принятых кадров.

Фиг.7 показывает взаимосвязь между порогом отношения сигнала к шуму и помехе (SINR), целевым отношением сигнала к шуму и помехе (SINR) и смещением отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). График 710 показывает зависимость плотности распределения вероятности (PDF) от отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для нулевых кадров. График 712 показывает зависимость плотности распределения вероятности (PDF) от отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадров индикатора тишины (SID). Хотя это не показано на фиг.7, зависимость плотности распределения вероятности (PDF) от отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадров данных с более высокой скоростью расположена справа от графика 712.

Вертикальная линия 714 указывает целевое отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) для кадров индикатора тишины (SID). Передатчик может корректировать мощность передачи кадров индикатора тишины (SID) таким образом, чтобы отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) половины кадров индикатора тишины (SID) были ниже целевого отношения сигнала к шуму и помехе (SINR), и отношения принятого сигнала к шуму и помехе (SINR) оставшихся кадров индикатора тишины (SID) были выше целевого отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). Для различных скоростей передачи данных могут использоваться различные целевые отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). Эти целевые отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) могут разделяться посредством эффективностей кодирования, достигаемых для различных скоростей передачи данных.

В варианте воплощения, показанном на фиг.7, вертикальная линия 716 указывает порог отношения сигнала к шуму и помехе (SINR) и располагается между центром плотности распределения вероятности (PDF) для кадров индикат