Система и способ внутриполосного модема для передач данных по цифровым беспроводным сетям связи

Система и способ внутриполосного модема для передач данных по цифровым беспроводным сетям связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет

Притязание на приоритет делается в соответствии со следующими предварительными заявками на патент США: 61/059,179, озаглавленной "ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS" поданной 5 июня, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/087,923, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 11 Августа, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/093657, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 2 сентября, 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/122997 озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS" поданной 16 декабря 2008, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/151457, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BIDIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY" поданной 10 февраля 2009, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки; и 61/166904, озаглавленной "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS", поданной 6 апреля 2009, и переуступленной ее заявителю, и явным образом заключенной в данный документ посредством ссылки.

Родственные заявки

Находящиеся на одновременном рассмотрении родственные заявки на патент США включают в себя:

"SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U1, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U2, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки; "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U3, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки. "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U5, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки. "SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS", имеющая номер дела в досье поверенного No. 081226U6, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная заявителю данной заявки, и явным образом заключенная в данный документ посредством ссылки.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие, в общем, относится к передаче данных по речевому каналу. Более конкретно, раскрытие относится к передаче не речевой информации через речевой кодек (внутриполосный) в сети связи.

Описание предшествующего уровня техники

Передача речи являлась основным продуктом в системах связи со времени появления телефонов фиксированных линий связи и беспроводного радио. Продвижения в исследованиях и конструировании систем связи привели промышленность к системам, основанным на цифровых технологиях. Одним преимуществом цифровой системы связи является возможность уменьшения требуемой полосы пропускания передачи посредством реализации сжатия данных, которые должны быть переданы. В результате, множество исследований и разработок были направлены на методики сжатия, в особенности в области кодирования речи. Обычное устройство сжатия речи является «вокодером», и также взаимозаменяемо называется «речевым кодеком», или «речевым кодером». Вокодер принимает оцифрованные выборки речи и производит наборы битов данных, известные как «речевые пакеты». Существует несколько стандартизованных алгоритмов вокодирования для поддержки различных систем цифровой связи, которые требуют речевую связь, и фактически сегодня поддержка речи является минимальным и существенным требованием в большинстве систем связи. Проект 2 сотрудничества третьего поколения (3GPP2) является примером организации стандартизации, которая специфицирует системы связи IS-95, CDMA2000 1xRTT (Технология радиопередачи на одной несущей (1x)), CDMA2000 EV-DO (развитие оптимизированной передачи данных). Проект сотрудничества третьего поколения является другим примером организации стандартизации, которая специфицирует GSM (глобальная система мобильной связи), UMTS (универсальная система мобильной связи), HSDPA (высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи), HSUPA (высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи), HSPA+ (развитие высокоскоростного пакетного доступа) и LTE (долгосрочное развитие). VoIP (передача голоса по Интернет-протоколу) является примерным протоколом, используемым в системах связи, определенных в 3GPP и 3GPP2, а также в других. Примеры вокодеров, используемых в таких системах и протоколах связи включают в себя ITU-T G.729 (Комитет по связи Международного Союза Электросвязи), AMR (адаптивный много-скоростной речевой кодек) и EVRC (Версия 3, 68, 70 службы усовершенствованного речевого кодека с переменной скоростью передачи).

Совместное использование информации является основной целью сегодняшних систем связи вдобавок к необходимости в мгновенной и повсеместной возможности в соединении. Пользователи сегодняшних систем связи передают речь, видео, текстовые сообщения и другие данные для того, чтобы оставаться подключенными. Новые разрабатываемые приложения имеют тенденцию к опережению развития сетей и могут требовать обновления в схемах и протоколах модуляции систем связи. В некоторых удаленных географических областях могут быть доступными только речевые услуги из-за отсутствия поддержки инфраструктуры для продвинутых речевых услуг в системе. Альтернативно, пользователи могут выбирать включение только речевых услуг на своих устройствах связи из-за экономических причин. В некоторых странах, сетям связи поручается поддержка услуг общего пользования, таких как Служба Спасения 911 (Е911) или вызов службы спасения из транспортного средства (eCall). В этих примерах приложений служб спасений, быстрая передача данных является приоритетной, но не всегда реалистичной, особенно в случае, когда продвинутые услуги данных являются не доступными в пользовательском терминале. Предыдущие методики предоставляли решения для передачи данных через речевой кодек, но эти решения могут лишь поддерживать передачи данных на малой скорости из-за неэффективности кодирования, вытекающей из попытки кодирования неречевых сигналов вокодером.

Алгоритмы сжатия речи, реализованные большинством вокодеров, используют методики "анализа синтезом", чтобы смоделировать человеческий голосовой тракт наборами параметров. Наборы параметров обычно включают в себя функции коэффициентов цифровых фильтров, коэффициентов усиления, и сохраненных сигналов, известных как кодовая книга, как небольшой пример. Поиск параметров, которые наиболее близко соответствуют характеристикам входного речевого сигнала, выполняется в кодере вокодера. Параметры используются затем в декодере вокодера, чтобы синтезировать оценку входной речи. Наборы параметров, доступные вокодеру, чтобы кодировать сигналы, настраивают на речь лучшей модели, характеризуемую голосовыми периодическими сегментами, а также неголосовыми сегментами, которые имеют шумоподобные характеристики. Сигналы, которые не вмещают в себя периодических или шумоподобных характеристик, не эффективно кодируются вокодером и могут привести в результате к серьезному искажению в декодируемом выходном сигнале в некоторых случаях. Примеры сигналов, которые не демонстрируют речевые характеристики, включают в себя быстро изменяющиеся "тональные" сигналы с одной частотой или двух-тональные сигналы "DTMF" с множеством частот. Большинство вокодеров неспособны эффективно и качественно кодировать такие сигналы.

Передача данных через речевой кодек для обычно упоминается как "внутриполосная" передача данных, в которой данные заключены в один или более речевых пакетов, выводящихся из речевого кодека. Несколько методик используют аудио тоны на предопределенных частотах в пределах речевой полосы частот, чтобы представить данные. Использование тонов предопределенных частот, чтобы передавать данные через речевые кодеки, особенно на высоких скоростях передачи данных, является ненадежным из-за вокодеров, используемых в системах. Вокодеры разрабатываются, чтобы моделировать речевые сигналы с использованием ограниченного количества параметров. Ограниченные параметры являются недостаточными, чтобы эффективно моделировать тональные сигналы. Возможность вокодеров моделировать тоны дополнительно ухудшается при попытке увеличить скорость передачи данных быстрым изменением тонов. Это влияет на точность обнаружения и приводит в результате к потребности в добавлении сложных схем для того, чтобы минимизировать ошибки данных, что в свою очередь дополнительно снижает полную скорость передачи данных системы связи. Поэтому, возникает потребность, чтобы эффективно и качественно передавать данные через речевой кодек в сети связи.

Соответственно было бы выгодно предоставить улучшенную систему для передачи и приема информации через речевой кодек в системе связи.

Сущность изобретения

Раскрытые здесь варианты осуществления удовлетворяют вышеупомянутые установленные потребности посредством использования внутриполосного модема для надежной передачи и приема неречевой информации через речевой кодек.

В одном варианте осуществления, способ отправки неречевой информации через речевой кодек содержит этапы, на которых обрабатывают множество входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, формируют множество сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и кодируют множество сформированных сигналов первого импульса с помощью речевого кодека.

В другом варианте осуществления, устройство содержит процессор, сконфигурированный для обработки множества входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, устройство формирования, сконфигурированное для формирования множества сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и речевой кодек, сконфигурированный для кодирования множества сформированных сигналов первого импульса для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления, устройство содержит средство обработки множества входных символов данных для создания множества сигналов первого импульса, средство формирования множества сигналов первого импульса для создания множества сформированных сигналов первого импульса, и средство кодирования множества сформированных сигналов первого импульса речевым кодеком.

В другом варианте осуществления способ синхронизации неречевых кадров через речевой кодек содержит этапы, на которых генерируют предопределенную последовательность, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и отправляют предопределенную последовательность через речевой кодек.

В другом варианте осуществления, устройство содержит генератор, сконфигурированный для генерирования предопределенной последовательности, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и речевой кодек, сконфигурированный для обработки предопределенной последовательности для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления, устройство содержит средство генерирования предопределенной последовательности, которая имеет шумоподобные характеристики и является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и средство отправки предопределенной последовательности через речевой кодек.

В другом варианте осуществления, способ получения неречевых данных, вложенных в пакет вокодера, содержит этапы, на которых принимают и декодируют пакет вокодера, фильтруют декодированный пакет вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычисляют смещение хронирования на основе сигнала синхронизации, и извлекают неречевые данные, вложенные в декодированный пакет вокодера на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления, устройство содержит приемник, сконфигурированный, чтобы принимать и декодировать пакет вокодера, фильтр, сконфигурированный, чтобы фильтровать декодированный пакет вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычислитель, сконфигурированный, чтобы вычислять смещение хронирования на основе сигнала синхронизации, и устройство извлечения, сконфигурированное, чтобы извлекать неречевые данные, вложенные в декодированный пакет вокодера, на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления устройство содержит средство приема и декодирования пакета вокодера, средство фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, средство вычисления смещения хронирования на основе сигнала синхронизации, и средство извлечения неречевых данных, вложенных в декодированный пакет вокодера, на основе смещения хронирования.

В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых передают сигнал «Начать» из терминала назначения, прекращают передачу сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал NACK из терминала назначения, прекращают передачу NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передают сигнал ACK из терминала назначения, и прекращают передачу АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, и инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых: передают сигнал «Начать» из терминала назначения, прекращают передачу сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал NACK из терминала назначения, прекращают передачу NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, передают сигнал ACK из терминала назначения, и прекращают передачу АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство управления передачами исходного терминала из терминала назначения во внутриполосной системе связи, содержит средство передачи сигнала «Начать» из терминала назначения, средство прекращения передачи сигнала «Начать» по обнаружению первого принятого сигнала, средство передачи сигнала NACK из терминала назначения, средство прекращения передачи NACK сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных исходного терминала, средство передачи сигнала ACK из терминала назначения, и средство прекращения передачи АСК сигнала после того, как предопределенное число АСК сигналов было передано.

В другом варианте осуществления способ управления передачами исходного терминала из исходного терминала во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых обнаруживают сигнал запроса в исходном терминале, передают сигнал синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых обнаруживают сигнал запроса в исходном терминале, передают сигнал синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство управления передачами исходного терминала из исходного терминала во внутриполосной системе связи содержит средство обнаружения сигнала запроса в исходном терминале, средство передачи сигнала синхронизации из исходного терминала по обнаружению сигнала запроса, средство передачи сегмента пользовательских данных из исходного терминала с использованием первой схемы модуляции и средство прекращения передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления способ управления двунаправленными передачами данных из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит этапы, на которых передают сигнал отправления из терминала назначения, прекращают передачу сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации из терминала назначения, передают сегмент данных пользовательских из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, сохраненные в памяти, инструкции являются способными к исполнению этапов, на которых передают сигнал отправления из терминала назначения, прекращают передачу сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации из терминала назначения, передают сегмент пользовательских данных из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и прекращают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство управления двунаправленными передачами данных из терминала назначения во внутриполосной системе связи содержит средство передачи сигнала отправления из терминала назначения, средство прекращения передачи сигнала отправления по обнаружению первого принятого сигнала, средство передачи сигнала синхронизации из терминала, средство передачи сегмента пользовательских данных из терминала назначения с использованием первой схемы модуляции, и средство прекращения передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления, система передачи данных по внутриполосной системе связи из транспортного средства, вмещающего в себя систему, встроенную в транспортное средство (IVS), в точку ответа на вызовы общественной безопасности (PSAP), содержит один или более датчиков, расположенных в IVS для предоставления данных датчика IVS, передатчик IVS, расположенный в IVS для передачи данных датчика IVS, приемник PSAP, расположенный в PSAP для приема данных датчика IVS, передатчик PSAP, расположенный в PSAP для передачи данных команд PSAP, приемник IVS, расположенный в IVS для приема данных команд PSAP, причем передатчик IVS содержит форматировщик сообщения IVS для форматирования данных датчика IVS и создания сообщения IVS, процессор IVS для обработки сообщения IVS и создания множества сформированных импульсных сигналов IVS, речевой кодер IVS для кодирования сформированных импульсных сигналов IVS и создания кодированного сигнала IVS, генератор синхронизации IVS для генерирования сигнала синхронизации IVS, и контроллер передачи IVS для передачи последовательности сигналов синхронизации IVS и сообщений IVS, причем приемник PSAP содержит детектор PSAP для обнаружения сигнала синхронизации IVS и создания флага синхронизации PSAP, демодулятор PSAP для демодулирования сообщения IVS и создания принятого сообщения IVS, причем передатчик PSAP содержит форматировщик сообщения PSAP для форматирования данных команд PSAP и создания сообщения команд PSAP, процессор PSAP для обработки сообщения команд PSAP и создания множества сформированных импульсных сигналов PSAP, речевой кодер PSAP для кодирования сформированных импульсных сигналов PSAP и создания кодированного сигнала PSAP, генератор синхронизации PSAP для генерирования сигнала синхронизации PSAP, и контроллер передачи PSAP для передачи последовательности сигналов синхронизации PSAP и сообщений команды PSAP; причем приемник IVS содержит детектор IVS для обнаружения сигнала синхронизации PSAP и создания флага синхронизации IVS, и демодулятор IVS для демодулирования сообщений PSAP и создания принятого сообщения PSAP.

Краткое описание чертежей

Аспекты и сопутствующие преимущества вариантов осуществления, описанных здесь, станут более понятными при обращении к последующему подробному описанию вместе с приложенными чертежами, на которых:

Фиг.1 является схемой варианта осуществления исходного и терминала назначения, которые используют внутриполосный модем для передачи данных через речевой кодек в беспроводной сети связи.

Фиг.2 является схемой варианта осуществления модема передачи данных, используемого во внутриполосной системе связи.

Фиг.3А является схемой варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.3В является схемой другого варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.3С является схемой еще одного варианта осуществления генератора сигналов синхронизации.

Фиг.4 является схемой варианта осуществления генератора пакетов синхронизации.

Фиг.5 является схемой варианта осуществления последовательности пакетов синхронизации.

Фиг.6А является схемой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации.

Фиг.6В является схемой варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации с неперекрывающимися опорными последовательностями.

Фиг.7А является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, в котором преамбула содержит неперекрывающиеся опорные последовательности.

Фиг.7В является графиком выходного сигнала корреляции преамбулы синхронизации, в котором преамбула содержит перекрывающихся опорные последовательности.

Фиг.8А является схемой варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8В является схемой другого варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8С является схемой еще одного варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.9 является схемой вариантом осуществления формата сообщения данных передачи.

Фиг.10 является схемой варианта осуществления составной синхронизации и формата сообщения данных передачи.

Фиг.11А является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном импульсе, в зависимости от частоты.

Фиг.11В является графиком спектральной плотности мощности сигнала, основанного на внутриполосном тоне, в зависимости от частоты.

Фиг.12 является схемой варианта осуществления модулятора данных, использующего разреженные импульсы.

Фиг.13 является схемой варианта осуществления представления символа данных разреженного импульса.

Фиг.14А является схемой варианта осуществления расположения сформированного импульса в пределах кадра модуляции с использованием методики циклического возврата.

Фиг.14В является схемой варианта осуществления расположения сформированного импульса в пределах кадра модуляции для обычного примера из уровня техники.

Фиг.15А является схемой варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и котроллера приемника.

Фиг.15В является схемой другого варианта осуществления детектора сигнала синхронизации и котроллера приемника.

Фиг.16 является схемой варианта осуществления детектора пакетов синхронизации.

Фиг.17А является схемой варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.

Фиг.17В является схемой другого варианта осуществления детектора преамбулы синхронизации.

Фиг.18А является схемой варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.

Фиг.18В является схемой другого варианта осуществления контроллера детектора синхронизации.

Фиг.19 является схемой варианта осуществления регулятора хронирования приема.

Фиг.20 является схемой варианта осуществления модема данных приема, используемого во внутриполосной системе связи.

Фиг.21 является схемой варианта осуществления системы экстренного вызова, встроенной в транспортное средство.

Фиг.22 является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного терминалом назначения.

Фиг.23А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного исходным терминалом.

Фиг.23А является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи в терминале связи назначения, и последовательности ответа данных, переданной по восходящей линии связи в исходном терминале связи, с помощью взаимодействия, инициированного исходным терминалом.

Фиг.24А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности двунаправленного запроса данных и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.24В является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности двунаправленного запроса данных и последовательности ответа данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.25 является схемой варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, причем длина пользовательских данных является меньшей, чем размер пакета передачи.

Фиг.26 является схемой варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27А является схемой варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27В является схемой другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27С является схемой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

Фиг.27D является схемой еще одного варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа данных передачи, причем длина пользовательских данных является большей, чем размер пакета передачи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1 показывает вариант осуществления внутриполосной системы передачи данных, которая может быть реализована в пределах беспроводного исходного терминала 100. Исходный терминал 100 осуществляет связь с терминалом 600 назначения через каналы 501 и 502 связи, сеть 500 и канал 503 связи. Примеры подходящих систем радиосвязи включают в себя системы сотовой телефонии, работающие в соответствии со стандартами Глобальной Системы Мобильной связи (GSM), Универсальной Системы Мобильной связи Проекта сотрудничества третьего поколения (3GPP UMTS), множественного доступа с кодовым разделением каналов 2 Проекта сотрудничества третьего поколения (3GPP2 CDMA), синхронного множественного доступа с кодовым разделением каналов и временным разделением (TD-SCDMA), и глобальной совместимости сетей связи для микроволнового доступа (WiMAX). Специалисту в данной области техники будет понятно, что методики, описанные здесь, могут быть одинаково применены к внутриполосной системе передачи данных, которая не вовлекает беспроводный канал. Сеть 500 связь включает в себя любую комбинацию оборудования маршрутизации и/или переключения, линии связи и другой инфраструктуры, подходящей для того, чтобы установить линию связи между исходным терминалом 100 и терминалом 600 назначения. Например, канал 503 связи может быть небеспроводной связью. Исходный терминал 100 обычно функционирует как устройство голосовой связи.

ПЕРЕДАТЧИК

Передающий тракт 200 основной полосы частот обычно направляет пользовательскую речь через вокодер, но также способен к направлению неречевых данных через вокодер в ответ на запрос, происходящий из исходного терминала или сети связи. Направление неречевых данных через вокодер выгодно, так как оно избавляет исходный терминал от необходимости запрашивать и передавать данные по отдельному каналу связи. Неречевые данные отформатируются в сообщения. Данные сообщений, все еще в цифровой форме, преобразуются в шумоподобный сигнал, содержащий сформированный импульс. Информация о данных сообщений встраивается в позиции импульса шумоподобного сигнала. Шумоподобный сигнал кодируется вокодером. Вокодер не конфигурируется по-другому в зависимости от того, является ли входной сигнал пользовательскими речевыми или неречевыми данными, таким образом, выгодно преобразовывать данные сообщения в сигнал, который может эффективно кодироваться набором параметров передачи, назначенным вокодеру. Кодируемый шумоподобный сигнал передается внутриполосным образом по линии связи. Поскольку переданная информация встроена в позициях импульса шумоподобного сигнала, надежное обнаружение зависит от восстановления хронирования импульса, относительно границ кадра речевого кодека. Чтобы помочь приемнику в обнаружении внутриполосной передачи, генерируется предопределенный сигнал синхронизации и кодируется вокодером до передачи данных сообщения. Последовательность протокола синхронизации, управления, и сообщений передается, чтобы гарантировать надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных в приемнике.

Что касается передающего тракта 200 основной полосы частот, входной аудиосигнал S210, вводится в микрофон и процессор 215 входного аудиосигнала и передается через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера, в котором генерируются сжатые голосовые пакеты. Подходящий процессор входного аудиосигнала как правило включает в себя схему преобразования входного сигнала в цифровой сигнал и согласователь сигнала, чтобы сформировать цифровой сигнал, такой как фильтр нижних частот. Примеры подходящих вокодеров включают в себя описанные следующими справочными стандартами: GSM-FR, GSM-HR, GSM-EFR, EVRC, EVRC-B, SMV, QCELP13K, IS-54, AMR, G.723.1, G.728, G.729, G.729.1, G.729a, G.718, G.722.1, AMR-WB, EVRC-WB, VMR-WB. Кодер 270 вокодера предоставляет голосовые пакеты в передатчик 295 и антенну 296 и голосовые пакеты передаются по каналу 501 связи.

Запрос о передаче данных может быть инициирован исходным терминалом или через систему связи. Запрос S215 передачи данных прекращает голосовой тракт через мультиплексор 220 и осуществляет тракт данных передачи. Входные данные S200 предварительно обрабатываются форматировщиком 210 сообщения данных и выводятся как Tx сообщение S220 в Модем 230 Tx Данных. Входные данные S200 могут включать в себя информацию о пользовательском интерфейсе (UI), информацию о положении/местоположении пользователя, отметки времени, информация о датчике оборудования, или другие подходящие данные. Пример подходящего форматировщика 210 сообщения данных включает в себя схему, чтобы вычислить и приложить биты циклического контроля по избыточности (CRC) к входным данным, предоставить память буфера повторной передачи, реализовать кодирование контроля ошибок, такое как гибридный автоматический повторный запрос (HARQ), и перемежать входные данные. Модем 230 Tx данных преобразует Тх сообщение S220 в Tx Данные S230 сигнала данных, который направлен через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера. Как только передача данных завершена, голосовой тракт может быть повторно осуществлен через мультиплексор 220.

Фиг.2 является подходящей примерной блок-схемой модема 230 Tx данных, показанного на Фиг.1. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 259 в выходной сигнал Tx данных S230; выходной сигнал S245 синхронизации, выходной сигнал S240 приглушения, и выходной сигнал S235 модулятора Tx. Нужно понимать, что различные порядки и комбинации выходного сигнала S245 синхронизации, выходного сигнала S240 приглушения, и выходного сигнала S235 модулятора Tx могут быть выведены в Tx данные S230. Например, выходной сигнал S245 синхронизации может быть отправлен перед каждым сегментом данных выходного сигнала S235 модулятора Tx. Или, выходной сигнал S245 синхронизации может быть отправлен один раз перед смешением выходного сигнала S235 модулятора Tx и выходного сигнала S240 приглушения, отправленного между каждым сегментом данных выходного сигнала S235 модулятора Tx.

Выходной сигнал S245 синхронизации является сигналом синхронизации, используемым, чтобы установить хронирование в принимающем терминале. Сигналы синхронизации требуются, чтобы устанавливать хронирование для переданных внутриполосных данных, так как информация о данных встроена в позициях импульса шумоподобного сигнала. Фиг.3A показывает подходящую блок-схему в качестве примера СинхроГенератора 240, показанного на Фиг.2. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 247 в выходной сигнал S245 синхронизации; пакет S241 синхронизации, выходной сигнал S236 пробуждения, и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации. Нужно понимать, что различные порядки и комбинации пакета S241 синхронизации, выходного сигнала S236 пробуждения, и выходного сигнала S242 преамбулы синхронизации могут быть выведены в выходной сигнал S245 синхронизации. Например, Фиг.3B показывает СинхроГенератор 240, содержащий выходной сигнал S236 пробуждения и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, в котором выходной сигнал S236 пробуждения может быть отправлен перед каждым выходным сигналом S242 преамбулы синхронизации. Альтернативно, Фиг.3C показывает СинхроГенератор 240, содержащий пакет S241 синхронизации и выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации, в котором пакет S241 синхронизации может быть отправлен перед каждым выходным сигналом S242 преамбулы синхронизации.

Возвращаясь к Фиг.3A, пакет S241 синхронизации используется, чтобы установить грубое хронирование в приемнике и содержит, по меньшей мере, один сигнал синусоидальной частоты, имеющий предопределенную частоту выборки, последовательность, и продолжительность, и генерируется пакет 250 синхронизации, показанный на Фиг.4. Синусоидальная Частота 1 251 представляет двоичные данные +1, и Частота 2 252 представляет двоичные данные -1. Примеры подходящих сигналов включают в себя синусоиды постоянной частоты в голосовой полосе, такой как 395 Гц, 540 Гц, и 512 Гц для одного синусоидального сигнала и 558 Гц, 1035 Гц, и 724 Гц для другого синусоидального сигнала. Последовательность 253 пакеты синхронизации определяет, какой сигнал частоты является мультиплексированным через мультиплексор 254. Информационная последовательность, модулированная в пакет синхронизации, должна быть последовательностью с хорошими свойствами автокорреляции. Примером подходящей Последовательности 253 пакета синхронизации является код Баркера длины 7, показанный на Фиг. 5. Для каждого '+' символа, Синусоида Частоты 1 выводится на пакет S241 синхронизации, и для каждого '-' символа, выводится Синусоида Частоты 2.

Возвратимся к Фиг.3A, выходной сигнал S242 преамбулы синхронизации используется, чтобы устано