Система и способ внутриполосного модема для передач данных по сетям цифровой беспроводной связи

Система и способ внутриполосного модема для передач данных по сетям цифровой беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет

Притязание на приоритет делается по следующим предварительным заявкам на патент США: № 61/059179, озаглавленной «ROBUST SIGNAL FOR DATA TRANSMISSION OVER IN-BAND VOICE MODEM IN DIGITAL CELLULAR SYSTEMS», поданной 5 июня 2008 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки; и № 61/087923, озаглавленной «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS (OR CELLULAR) COMMUNICATION NETWORKS», поданной 11 августа 2008 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки; и № 61/151457, озаглавленной «SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING GENERAL BIDIRECTIONAL IN-BAND MODEM FUNCTIONALITY», поданной 10 февраля 2009 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь 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 г., и переуступленной правопреемнику настоящей заявки и, таким образом, явно включенной здесь посредством ссылки.

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Родственные совместно рассматриваемые 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 в реестре патентного поверенного № 081226U1, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки; «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U2, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки; «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U3, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки. «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U4, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки. «SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATA COMMUNICATIONS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS», имеющая номер в реестре патентного поверенного № 081226U6, поданная одновременно с настоящей заявкой, переуступленная правопреемнику данной заявки и явным образом включенная здесь посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

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

Предшествующий уровень техники

Передача речи являлась опорой в системах связи с появления телефонов наземной линии связи и радиосвязи. Развитие в исследованиях и проектированиях систем связи привело индустрию к системам, основанным на цифровых технологиях. Одним преимуществом системы цифровой связи является возможность уменьшения требуемой ширины полосы пропускания путем осуществления сжатия пересылаемых данных. В результате, значительное исследование и развитие было направлено на технологии сжатия, в особенности в области кодирования речи. Обычным устройством сжатия речи является «вокодер», также взаимозаменяемо упоминаемый как «речевой кодек» или «речевой кодер». Вокодер принимает оцифрованные отсчеты речевого сигнала и производит наборы битов данных, известных как «речевые пакеты». Существует несколько стандартизованных алгоритмов кодирования речевых сигналов в поддержку различных систем цифровой связи, которые требуют речевую связь, но на самом деле сегодня поддержка речи является минимальным и существенным требованием в большинстве систем связи. Проект 2 сотрудничества третьего поколения (3GPP2) является примером организации по стандартизации, которая определяет системы связи IS-95, CDMA2000 1xRTT (1x Radio Transmission Technology (технология радиопередачи)), CDMA2000 EV-DO (Evolution-Data Optimized) и CDMA2000 EV-DV (Evolution-Data/Voice). Проект сотрудничества третьего поколения (3GPP) является другим примером организации по стандартизации, которая определяет GSM (Global System for Mobile Communications (глобальная система связи с подвижными объектами)), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System (универсальная система мобильных телекоммуникаций)), HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access (высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи)), HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access (высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи)), HSPA+ (High-Speed Packet Access Evolution (развитие высокоскоростного пакетного доступа)) и LTE (Long Term Evolution (долгосрочное развитие)). VoIP (Voice over Internet Protocol (передача голоса по Интернет протоколу) является примерным протоколом, используемым в системах связи, определенных в 3GPP и 3GPP2, а также других. Примеры вокодеров, используемых в таких системах связи и протоколах, включают в себя ITU-T G.729 (International Telecommunications Union (международный союз телекоммуникаций)), AMR (Adaptive Multi-rate Speech Codec (адаптивный многоскоростной речевой кодек)) и EVRC (Enhanced Variable Rate Codec Speech Service Options 3, 68, 70 (версия 3, 68, 70 службы усовершенствованного речевого кодека с переменной скоростью)).

Совместное использование информации является основной целью существующих на сегодняшний день систем связи в подтверждение потребности в мгновенной и повсеместной возможности соединения. Пользователи сегодняшних систем связи передают речь, видео, текстовые сообщения и другие данные для того, чтобы оставаться подключенными. Новые развивающиеся приложения имеют тенденцию к опережению развития сетей и могут требовать обновления к протоколам и схемам модуляции систем связи. В некоторых удаленных географических областях лишь услуги передачи речи могут быть доступными вследствие отсутствия поддержки инфраструктуры для развитых услуг передачи данных в системе. В качестве альтернативы, пользователи могут выбирать только включение услуг передачи речи на своих устройствах связи в виду экономических причин. В некоторых странах поддержка служб связи общего пользования поручается сети связи, такой как Служба спасения 911 (Е911) или вызов службы спасения из транспортного средства (eCall). В этих примерах приложений служб спасения быстрая передача данных является приоритетной, но не всегда реалистичной, особенно в случае, когда развитые услуги данных являются не доступными на 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, имеющей место при попытке кодирования неречевого сигнала вокодером.

Алгоритмы сжатия речи, реализуемые большинством вокодеров, используют методики «анализа синтезом», чтобы смоделировать речевой тракт человека наборами параметров. Наборы параметров обычно включают в себя функции коэффициентов цифровых фильтров, коэффициентов усиления и запомненных сигналов, которые известны как шифровальные книги, с целью перечисления нескольких. Поиск параметров, которые наиболее близко соответствуют характеристикам входного речевого сигнала, выполняется в кодере вокодера. Параметры затем используются в декодере вокодера, чтобы синтезировать оценку входной речи. Наборы параметров, доступные вокодеру для кодирования сигналов, настраивают на речь лучшей модели, характеризуемую речевыми периодическими сегментами, а также неречевыми сегментами, которые имеют шумоподобные характеристики. Сигналы, которые не содержат периодических или шумоподобных характеристик, не кодируются эффективно вокодером и могут привести к серьезному искажению в декодируемом выводе в некоторых случаях. Примеры сигналов, которые не проявляют речевые характеристики, включают в себя быстро изменяющиеся «тональные» сигналы единственной частоты или двухтональные сигналы множества частот «DTMF». Большинство вокодеров неспособно эффективно и качественно кодировать такие сообщения.

Передача данных через речевой кодек обычно упоминается как «внутриполосная» передача данных, в которой данные включаются в один или более речевых пакетов, выводящихся из речевого кодека. Несколько методик используют звуковые тоны на предопределенных частотах в пределах полосы речевых частот, чтобы представить данные. Использование тонов предопределенных частот для передачи данных через речевые кодеки, особенно на высоких скоростях передачи данных, является ненадежным из-за применяемых в системах вокодеров. Вокодеры разрабатываются, чтобы моделировать речевые сигналы с использованием ограниченного числа параметров. Ограниченные параметры являются недостаточными для эффективного моделирования тональных сигналов. Возможность вокодеров моделировать тоны дополнительно ухудшается при попытке увеличить скорость передачи данных путем быстрого изменения 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 совокупную скорость передачи данных системы связи. Поэтому, возникает потребность в эффективной и качественной передаче данных через речевой кодек в сети связи.

Соответственно, было бы преимущественно обеспечить улучшенную систему для передачи и приема информации через речевой кодек в системе связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрытые в данной заявке варианты осуществления направлены на вышеизложенные потребности посредством использования внутриполосного модема для достоверной 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 символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, задают форму этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой и кодируют это множество первых импульсных сигналов с заданной формой речевым кодеком.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, сконфигурированный для обработки множества символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, средство задания формы, сконфигурированное для задания формы этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой, и речевой кодек, сконфигурированный для кодирования этого множества первых импульсных сигналов с заданной формой для создания речевого пакета.

В другом варианте осуществления устройство содержит средство для обработки множества символов входных данных для создания множества первых импульсных сигналов, средство для задания формы этого множества первых импульсных сигналов для создания множества первых импульсных сигналов с заданной формой и средство для кодирования этого множества первых импульсных сигналов с заданной формой 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 которая является устойчивой к ошибкам речевого кадра, и отправляют эту предопределенную последовательность через речевой кодек.

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

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

В другом варианте осуществления способ получения неречевых данных, вставленных в пакет вокодера, содержит этапы, на которых принимают и декодируют пакет вокодера, осуществляют фильтрование декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычисляют смещение временного выравнивания на основе сигнала синхронизации и извлекают неречевые данные, вставленные в декодированный пакет вокодера, на основании смещения временного выравнивания.

В другом варианте осуществления устройство содержит приемник, сконфигурированный для приема и декодирования пакета вокодера, фильтр, сконфигурированный для осуществления фильтрования декодированного пакета вокодера до тех пор, пока не обнаруживается сигнал синхронизации, вычислительное средство, сконфигурированное для вычисления смещения временного выравнивания на основе сигнала синхронизации, и средство извлечения, сконфигурированное для извлечения неречевых данных, вставленных в декодированный пакет вокодера, на основе смещения временного выравнивания.

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

В другом варианте осуществления способ управления передачами терминала-отправителя из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит этапы, на которых передают сигнал начала от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, передают NACK-сигнал от терминала-получателя, прерывают передачу NACK-сигнала по обнаружению удачно принятого сообщения данных терминала-отправителя, передают ACK-сигнал от терминала-получателя и прерывают передачу АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронном соединении с процессором, инструкции, запомненные в памяти, при этом инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: передают сигнал начала от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, передают NACK-сигнал от терминала-получателя, прерывают передачу NACK-сигнала по обнаружению удачно принятого сообщения данных терминала-отправителя, передают ACK-сигнал от терминала-получателя и прерывают передачу АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

В другом варианте осуществления устройство для управления передачами терминала-отправителя из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит средство для передачи сигнала начала от терминала-получателя, средство для прерывания передачи сигнала начала по обнаружению первого принятого сигнала, средство для передачи NACK-сигнала от терминала-получателя, средство для прерывания передачи NACK-сигнала по обнаружению успешно принятого сообщения данных терминала-отправителя, средство для передачи ACK-сигнала от терминала-получателя и средство для прерывания передачи АСК-сигнала, после того как предопределенное число АСК-сигналов было передано.

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

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, запомненные в памяти, причем инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: обнаруживают сигнал запроса на терминале-отправителе, передают сигнал синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса, передают сегмент пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство для управления передачами терминала-отправителя из терминала-отправителя в системе внутриполосной связи содержит средство для обнаружения сигнала запроса на терминале-отправителе, средство для передачи сигнала синхронизации от терминала-отправителя по обнаружению сигнала запроса, средство для передачи сегмента пользовательских данных от терминала-отправителя с использованием первой схемы модуляции и средство для прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению первого принятого сигнала.

В другом варианте осуществления способ управления двусторонними передачами данных из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит этапы, на которых передают сигнал оправки от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации от терминала-получателя, передают сегмент пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство содержит процессор, память в электронной связи с процессором, инструкции, запомненные в памяти, причем инструкции приспособлены для исполнения этапов, на которых: передают сигнал отправки от терминала-получателя, прерывают передачу сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, передают сигнал синхронизации от терминала-получателя, передают сегмент пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и прерывают передачу сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления устройство для управления двусторонними передачами данных из терминала-получателя в системе внутриполосной связи содержит средство для передачи сигнала оправки от терминала-получателя, средство для прерывания передачи сигнала отправки по обнаружению первого принятого сигнала, средство для передачи сигнала синхронизации от терминала-получателя, средство для передачи сегмента пользовательских данных от терминала-получателя с использованием первой схемы модуляции и средство для прерывания передачи сегмента пользовательских данных по обнаружению второго принятого сигнала.

В другом варианте осуществления система для передачи данных по системе внутриполосной связи от транспортного средства, содержащего установленную на транспортном средстве систему (IVS), к пункту реагирования общественной безопасности (PSAP) содержит один или более датчиков, расположенных в IVS для обеспечения данных IVS датчиков, IVS передатчик, расположенный в IVS, для передачи данных IVS датчиков, PSAP приемник, расположенный в PSAP, для приема данных IVS датчиков, PSAP передатчик, расположенный в PSAP, для передачи командной информации PSAP, IVS приемник, расположенный в IVS, для приема командной информации PSAP; причем IVS передатчик содержит средство форматирования (форматер) IVS сообщения для форматирования данных IVS датчиков и создания IVS сообщения, IVS процессор для обработки IVS сообщения и получения множества импульсных сигналов IVS с заданной формой, речевой кодер IVS для кодирования импульсных сигналов IVS с заданной формой и получения кодированного сигнала IVS, генератор синхронизации IVS для генерирования сигнала синхронизации IVS и контроллер передачи IVS для передачи последовательности сигналов синхронизации IVS и IVS сообщений; причем PSAP приемник содержит средство обнаружения PSAP для обнаружения сигнала синхронизации IVS и создания флага синхронизации PSAP, PSAP демодулятор для демодуляции IVS сообщения и создания принятого IVS сообщения; причем PSAP передатчик содержит форматер сообщения PSAP для форматирования командной информации PSAP и создания командного сообщения PSAP, PSAP процессор для обработки командного сообщения PSAP и создания множества импульсных сигналов PSAP с заданной формой, речевой кодер PSAP для кодирования импульсных сигналов PSAP с заданной формой и создания кодированного сигнала PSAP, генератор синхронизации PSAP для генерирования сигнала синхронизации PSAP и контроллер передачи PSAP для передачи последовательности сигналов синхронизации PSAP и командных сообщений PSAP; причем IVS приемник содержит IVS средство обнаружения для обнаружения сигнала синхронизации PSAP и создания флага синхронизации IVS и IVS демодулятор для демодулирования PSAP сообщений и создания принятого PSAP сообщения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Аспекты и сопутствующие преимущества вариантов осуществления, описанных здесь, станут более понятными, исходя из нижеследующего подробного описания при совместном рассмотрении с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой схему варианта осуществления терминалов отправителя и получателя, которые используют внутриполосный модем для передачи данных через речевой кодек в сети беспроводной связи.

Фиг.2 представляет собой схему варианта осуществления модема данных передачи, используемого в системе внутриполосной связи.

Фиг.3A представляет собой схему варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.3B является схемой другого варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.3C представляет собой схему еще одного варианта осуществления генератора сигнала синхронизации.

Фиг.4 является схемой варианта осуществления генератора синхронизирующей пачки.

Фиг.5 является схемой варианта осуществления последовательности пачки синхронизации.

Фиг.6A представляет собой схему варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации.

Фиг.6B представляет собой схему варианта осуществления последовательности преамбулы синхронизации с ненакладывающимися опорными последовательностями.

Фиг.7A представляет собой график вывода корреляции преамбулы синхронизации, где преамбула состоит из неналоженных опорных последовательностей.

Фиг.7B представляет собой график вывода корреляции преамбулы синхронизации, где преамбула состоит из наложенных опорных последовательностей.

Фиг.8A представляет собой схему варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8B представляет собой схему другого варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.8C представляет собой схему еще одного варианта осуществления формата сообщения синхронизации.

Фиг.9 представляет собой схему варианта осуществления формата сообщения данных передачи.

Фиг.10 представляет собой схему варианта осуществления формата составного сообщения данных передачи и синхронизации.

Фиг.11A представляет собой график спектральной плотности мощности сигнала на основе внутриполосного импульса от частоты.

Фиг.11B представляет собой график спектральной плотности мощности сигнала на основе внутриполосного тона от частоты.

Фиг.12 представляет собой схему варианта осуществления модулятора данных, использующего разреженные импульсы.

Фиг.13 представляет собой схему варианта осуществления представления символа данных разреженного импульса.

Фиг.14A представляет собой схему варианта осуществления размещения импульса заданной формы в пределах кадра модуляции с использованием методики циклического перехода.

Фиг.14B представляет собой схему варианта осуществления размещения импульса заданной формы в пределах кадра модуляции для типичного примера в предшествующем уровне техники.

Фиг.15A представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения сигнала синхронизации и контроллера приемника.

Фиг.15B представляет собой схему другого варианта осуществления средства обнаружения сигнала синхронизации и контроллера приемника.

Фиг.16 представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения пачки синхронизации.

Фиг.17A представляет собой схему варианта осуществления средства обнаружения преамбулы синхронизации.

Фиг.17B представляет собой схему другого варианта осуществления средства обнаружения преамбулы синхронизации.

Фиг.18A представляет собой схему варианта осуществления контроллера средства обнаружения синхронизации.

Фиг.18B представляет собой схему другого варианта осуществления контроллера средства обнаружения синхронизации.

Фиг.19 представляет собой схему варианта осуществления средства регулировки временного выравнивания приема.

Фиг.20 представляет собой схему варианта осуществления модема данных приема, используемого в системе внутриполосной связи.

Фиг.21 представляет собой схему варианта осуществления системы экстренного вызова на транспортном средстве.

Фиг.22 представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе, при этом взаимодействие инициируется терминалом-получателем.

Фиг.23A представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе при взаимодействии, инициированном терминалом-отправителем.

Фиг.23B представляет собой схему другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных, переданной по нисходящей линии связи, в терминале связи получателе и последовательности ответа на запрос данных, переданного по восходящей линии связи, в терминале связи отправителе при взаимодействии, инициированном терминалом-отправителем.

Фиг.24A является схемой варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных и последовательности ответа на запрос данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.24B является схемой другого варианта осуществления взаимодействия двунаправленной последовательности запроса данных и последовательности ответа на запрос данных, переданных как по нисходящей линии связи, так и по восходящей линии связи.

Фиг.25 представляет собой схему варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, где длина пользовательских данных меньше, чем размер пакета передачи.

Фиг.26 представляет собой схему варианта осуществления формата пакета пользовательских данных, где длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27A представляет собой схему варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27B представляет собой схему другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27C представляет собой схему еще одного другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

Фиг.27D представляет собой схему еще другого варианта осуществления взаимодействия последовательности запроса данных передачи и последовательности ответа на запрос данных передачи, в котором длина пользовательских данных больше, чем размер пакета передачи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1 показывает вариант осуществления системы внутриполосной передачи данных, которая могла бы быть реализована в пределах беспроводного терминала 100 отправителя. Терминал 100 отправитель осуществляет связь с терминалом 600 получателем через каналы 501 и 502 связи, сеть 500 и канал 503 связи. Примеры подходящих систем беспроводной связи включают в себя системы сотовой телефонии, работающие в соответствии со стандартами глобальной системы для мобильной связи (GSM), универсальной мобильной телекоммуникационной системы проекта партнерства третьего поколения (3GPP UMTS), множественного доступа с кодовым разделением проекта 2 партнерства третьего поколения (3GPP2 CDMA), множественного доступа с кодовым разделением с ожиданием временного разделения (TD-SCDMA) и всемирной функциональной совместимости для микроволнового доступа (WiMAX). Специалист в данной области техники поймет, что методики, описанные здесь, могут быть равным образом применены к системе внутриполосной передачи данных, которая не задействует беспроводной канал. Сеть 500 связи включает в себя любую комбинацию оборудования маршрутизации и/или коммутации, линий связи и другой инфраструктуры, подходящей для установления линии связи между терминалом 100 отправителем и терминалом 600 получателем. Например, канал 503 связи может не быть линией радиосвязи. Терминал 100 отправитель, как правило, выполняет функции устройства речевой связи.

Передатчик

Модуль 200 основной полосы частот передачи обычно направляет речь пользователя через вокодер, но также приспособлен для направления неречевых данных через вокодер в ответ на запрос, возникающий от терминала-отправителя или сети связи. Направление неречевых данных через вокодер является преимущественным, так как это устраняет необходимость для терминала-отправителя запрашивать и передавать данные по отдельному каналу связи. Неречевые данные форматируются в сообщения. Данные сообщения, по-прежнему находящиеся в цифровой форме, преобразуются в шумоподобный сигнал, состоящий из импульсов с заданной формой. Информация о данных сообщения встраивается в позиции импульсов шумоподобного сигнала. Шумоподобный сигнал кодируется вокодером. Вокодер не конфигурируется по-разному в зависимости от того, является ли ввод речевыми или неречевыми данными пользователя, поэтому предпочтительно преобразовывать данные сообщения в сигнал, который может быть эффективно закодирован набором параметров передачи, выделенным вокодеру. Закодированный шумоподобный сигнал передается внутриполосно по линии связи. Поскольку передаваемая информация встроена в позиции импульсов шумоподобного сигнала, надежное обнаружение зависит от восстановления временного выравнивания импульсов относительно границ кадра речевого кодека. Чтобы помочь приемнику в обнаружении внутриполосной передачи, предопределенный синхросигнал генерируется и кодируется вокодером до передачи данных сообщения. Последовательность протоколов синхронизации, управления и сообщений передается, чтобы гарантированно обеспечить надежное обнаружение и демодуляцию неречевых данных в приемнике.

Ссылаясь на модуль 200 основной полосы частот передачи, входной звук S210 вводится в микрофон и процессор 215 звукового ввода и переносится через мультиплексор 220 в кодер 270 вокодера, где генерируются сжатые речевые пакеты. Подходящий процессор звукового ввода обычно включает в себя схемы для преобразования входного сигнала в цифровой сигнал и преобразователь сигналов для задания формы цифрового сигнала, такой как фильтр нижних частот. Примеры подходящих вокодеров включают в себя те, что описаны следующими опорными 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 подает речевые пакеты передатчику 295 и антенне 296, и речевые пакеты передаются по каналу 501 связи.

Запрос на передачу данных может быть инициирован терминалом-отправителем или через сеть связи. Запрос S215 передачи данных блокирует речевой тракт через мультиплексор 220 и деблокирует тракт данных передачи. Входные данные S200 предварительно обрабатываются форматером 210 сообщения данных и выводятся как Tx сообщение S220 к модему 230 передаваемых (Tx) данных. Входные данные S200 могут включать в себя информацию пользовательского интерфейса (UI), информацию о положении/определении местоположения пользователя, временные метки, информацию датчиков оборудования или другие подходящие данные. Пример подходящего форматера 210 сообщения данных включает в себя схемы для вычисления и добавления битов контроля циклическим избыточным кодом (CRC) к входным данным, обеспечения памяти буфера повторной передачи, реализации помехозащищенного кодирования, например гибридный запрос на автоматический повтор (HARQ), и перемежения входных данных. Модем 230 Tx данных преобразует Tx сообщение S220 в Tx данные S230 сигнала данных, которые направляются через мультиплексор 220 к кодеру 270 вокодера. Как только передача данных завершается, речевой тракт может быть повторно деблокирован 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: Sync Out (синхронизирующий выходной сигнал) S245, Mute Out (выходной сигнал подавления) S240 и Tx Mod Out (выходной сигнал модулирования Tx) S235. Следует понимать, что другие очередности и комбинации сигналов Sync Out S245, Mute Out S240 и Tx Mod Out S235 могут быть выведены в виде Tx данных S230. Например, Sync Out S245 может быть отправлен перед каждым сегментом данных Tx Mod Out S235. Или, Sync Out S245 может быть отправлен однократно перед полным Tx Mod Out S235 с Mute Out S240, отправленным между каждым сегментом данных Tx Mod Out S235.

Sync Out S245 является синхросигналом, используемым для установления временного выравнивания на принимающем терминале. Синхросигналы требуются, чтобы установить временное выравнивание для переданных внутриполосных данных, так как информация данных встраивается в позиции импульсов шумоподобного сигнала. Фиг.3A показывает подходящую примерную блок-схему генератора 240 синхроимпульсов, показанного на фиг.2. Три сигнала могут быть мультиплексированы по времени через мультиплексор 247 в сигнал Sync Out S245: Sync Burst (пачка синхроимпульс) S241, Wakeup Out (выходной сигнал пробуждения) S236 и Sync Preamble Out (выходной сигнал с синхронизирующей преамбулой) S242. Следует понимать, что другие очередности и комбинации Sync Burst S241, Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242 могут быть выведены на Sync Out S245. Например, фиг.3B показывает генератор 240 синхроимпульсов, заключающий в себе Wakeup Out S236 и Sync Preamble Out S242, где Wakeup Out S236 может быть отправлен перед каждым Sync Preamble Out S242. В качестве альтернативы, фиг.3C показывает генератор 240 синхроимпульсов, заключающий в себе Sync Burst S241 и Sync Preamble Out S242, где Sync Burst S241 может быть отправлен перед каждым Sync Preamble Out S242.

Возвращаясь к фиг.3A, Sync Burst S241 используется, чтобы установить грубое временное выравнивание в приемнике, и состоит по меньшей мере из одного синусоидального частотного сигнала, имеющего предопределенную частоту дискретизации, последовательность и продолжительность, и генерируется посредством Sync Burst 250, показанного 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 постоянных частот в речевой полосе частот, такие как 395 Гц, 540 Гц и 512 Гц для одного синусоидального сигнала и 558 Гц, 1035 Гц и 724 Гц для дру