Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Настоящее изобретение относится к устройству и способу канальной связи в системе мобильной связи, более конкретно к устройству и способу канального кодирования и мультиплексирования, в котором множество транспортных канальных кадров преобразуется в множество физических канальных кадров.

Предшествующий уровень техники
Известная система мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) в основном предоставляет услугу передачи речи. Однако перспективная система мобильной связи МДКР будет поддерживать стандарт IMT-2000, который обеспечивает услугу передачи данных с высокой скоростью, а также речевую услугу. Более конкретно, стандарт IMT-2000 может обеспечить высококачественную речевую услугу, услугу движущегося изображения, услугу просмотра в сети Интернет и так далее. Эта перспективная система связи МДКР будет содержать нисходящую линию связи для передачи данных от базовой станции к мобильной станции и восходящую линию связи для передачи данных от мобильной станции к базовой станции.

Таким образом желательно, чтобы перспективная система связи МДКР обеспечивала различные услуги связи, такие как одновременная связь с передачей речи и данных. Однако необходимо еще определить подробные детали реализации связи с одновременной передачей речи и данных.

Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором данные кадра транспортного канала сегментируются в множество кадров радиосвязи в передающем устройстве системы связи МДКР.

Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором каждый из кадров данных из множества транспортных каналов сегментируется в кадры радиосвязи, и сегментированные кадры радиосвязи мультиплексируются для формирования кадра последовательных данных в каждом интервале времени передачи (ИВП) кадра радиосвязи в передающем устройстве системы связи МДКР.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором каждый из кадров данных из множества транспортных каналов сегментируется на кадры радиосвязи, причем сегментированные кадры радиосвязи мультиплексируются для образования кадра последовательных данных в каждом ИВП кадра радиосвязи, и кадр последовательных данных сегментируется на множество физических канальных кадров для передачи физических канальных кадров по множеству физических каналов в передающем устройстве системы связи МДКР.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором данные кадра транспортного канала дополняются битами-заполнителями и сегментируются в кадры радиосвязи в канальном передающем устройстве системы связи МДКР.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором принятые физические кадры радиосвязи демультиплексируются для образования множества кадров радиосвязи, которые подвергаются отмене сегментирования для формирования транспортного канального кадра в канальном приемном устройстве системы связи МДКР.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа канального кодирования и мультиплексирования, в котором кадры данных, принятые посредством мультикодовых физических каналов, подвергаются отмене сегментирования для формирования кадра последовательных данных и демультиплексируются для образования кадров радиосвязи каждых транспортных каналов в приемном устройстве системы связи МДКР.

Для решения упомянутых выше задач устройство и способ канального кодирования и мультиплексирования в системе связи МДКР содержит блоки согласования кадров радиосвязи по числу транспортных каналов и мультиплексор. Каждый блок согласования кадров радиосвязи имеет блок сегментирования кадров радиосвязи для сегментирования кадра транспортного канала, который может иметь интервал времени передачи, отличающийся от интервалов времени передачи других кадров транспортных каналов в других транспортных каналах, для образования кадров радиосвязи, а мультиплексор мультиплексирует кадры радиосвязи в кадр последовательных данных.

Краткое описание чертежей
Сущность изобретения иллюстрируется со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема варианта осуществления канального передающего устройства восходящей линии связи согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - блок-схема варианта осуществления канального передающего устройства нисходящей линии связи согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая работу канальных передающих устройств, показанных на фиг.1 и 2;
фиг. 4 - блок-схема варианта осуществления канального приемного устройства согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 - алгоритм, иллюстрирующий процедуру выработки радиосвязи с использованием битов-заполнителей согласно настоящему изобретению;
фиг. 6 - алгоритм, иллюстрирующий процедуру выработки кадра радиосвязи без использования битов-заполнителей согласно настоящему изобретению;
фиг. 7 - алгоритм, иллюстрирующий вариант осуществления процедуры мультиплексирования кадров радиосвязи согласно настоящему изобретению;
фиг. 8 - алгоритм, иллюстрирующий вариант осуществления процедуры выработки физического канального кадра согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Ниже приводится описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. В последующем описании хорошо известные функции или конструкции не описываются подробно, чтобы не усложнять описание сущности изобретение необязательными подробностями.

В настоящем изобретении дано подробное определение сегментирования кадра радиосвязи, мультиплексирования и сегментирования физического канала для канального кодирования и/или мультиплексирования в канальном устройстве связи системы связи МДКР. То есть, сегментирование кадра радиосвязи, мультиплексирование кадров радиосвязи и сегментирование мультиплексированных кадров радиосвязи на физические канальные кадры, которые не предусмотрены в технических условиях 3GPP для мультиплексирования и канального кодирования, TS 25.212 версия 1.0.0 1999. 05. 05, будут определены достаточно полно для рассмотрения операций с битами. Технические условия 3GPP для мультиплексирования канального кодирования, TS 25.212 версия 1.0.0. 1999. 05. 05, опубликованные 3GPP Organizational Partners, включены в настоящее описание в качестве ссылки.

Перед описанием настоящего изобретения определены термины, используемые в настоящем изобретении. "Кадр транспортного канала или кадр входных данных" - это кадр данных, который подается на вход блока согласования кадра радиосвязи из канального кодера; "кадр радиосвязи" - кадр данных, сформированный путем сегментирования входного кадра транспортного канала, и размер кадра радиосвязи является функцией ИВП входного кадра транспортного канала и ИВП кадра радиосвязи, как объяснено ниже. Кадр транспортного канала можно передавать с различной скоростью передачи данных в течение различного интервала времени передачи (ИВП).

В следующем описании конкретные подробности, такие как ИВП кадра радиосвязи и положение вставки бита-заполнителя представлены в качестве примера для лучшего понимания настоящего изобретения. Поэтому специалистам должно быть ясно, что настоящее изобретение можно легко реализовать без таких подробностей или с использованием их модификаций.

Ниже приведено описание структур и операций устройств канального кодирования и мультиплексирования восходящей и нисходящей линии связи 3GPP, включающих в себя первые перемежители и вторые перемежители, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 и 2 изображены блок-схемы канальных передающих устройств восходящей и нисходящей линий связи соответственно согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Приемные устройства для приема информации из канальных передающих устройств имеют конфигурации, обратные по отношению к конфигурациям соответствующих устройств, выполняющих противоположные функции. Фиг. 3 поясняет работу канальных передающих устройств, показанных на фиг.1 и 2.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, кадры данных, которые принимают, по меньшей мере, через два транспортных канала, могут иметь различные ИВП и различные скорости передачи. В блоке согласования 101, 102, ...10N кадров радиосвязи (то есть "101-10N") принимают кадры данных соответствующих транспортных каналов, сегментируют принятые кадры данных в данные, размер которых является функцией кадра ИВП транспортного канала и ИВП кадров радиосвязи и последовательно выводят сегментированные кадры радиосвязи ("N" используется в описании для условного обозначения неограниченного числа соответствующих элементов). Каждый из блоков 101-10N согласования кадров радиосвязи включает в себя перемежитель для компенсации замирания, блок сегментирования кадров радиосвязи для сегментации перемеженного кадра транспортного канала на кадры радиосвязи и блок согласования скорости передачи для управления скоростью передачи данных кадров радиосвязи путем исключения/повторения определенных частей кадров радиосвязи, в случае, когда число битов кадра транспортного канала не кратно длине кадра радиосвязи, соответствующий блок согласования кадров радиосвязи производит вставку бита-заполнителя в кадр транспортного канала, что выполняется в блоке сегментирования кадров радиосвязи посредством, как приведено для примера в варианте осуществления настоящего изобретения.

Мультиплексор 200 последовательно мультиплексирует кадры радиосвязи, которые последовательно поступают из блоков 101-10N согласования кадров радиосвязи, в последовательный поток данных.

В случае мультикодовой передачи, блок 300 сегментирования физического канала сегментирует последовательный поток данных, который поступает из мультиплексора 200, в кадры данных по числу физических каналов с использованием по меньшей мере двух кодов и передает кадры данных в соответствующие физические каналы для того, чтобы можно было передавать последовательный кадр данных по физическим каналам.

В случае передачи с одним кодом блок 300 сегментирования физического канала не будет сегментировать последовательный поток данных, а будет передавать последовательный поток данных по физическому каналу.

На фиг. 1 и 3 позицией 100 обозначен в целом весь блок схем канального кодирования и/или мультиплексирования, имеющий блоки 101-10N согласования радиосвязи для параллельного приема N кодированных данных, которые могут иметь различные показатели качества услуги (ПКУ). Другими словами, потоки данных, которые поступают в блоки 101-10N согласования кадров радиосвязи с уровня MAC (контроля доступа к среде передачи) и более высоких уровней (транспортный блок/набор транспортных блоков), могут иметь различные ПКУ. В частности, кадры транспортного канала могут иметь различные скорости передачи данных и различные ИВП, и каждый блок согласования кадров радиосвязи получает данные кадра из соответствующего канального кодера. Тот же самый кодер выводит данные кадра с тем же самым ПКУ в процессе предоставления каждой услуги. Однако при предоставлении другой услуги, ПКУ того же самого кодера можно заменить на другой ПКУ. Поэтому данные различных ПКУ можно подавать в блоки 101-10N согласования кадров радиосвязи, но каждый блок согласования кадров радиосвязи принимает данные кадра с тем же самым ПКУ в процессе предоставления каждой отдельной услуги.

Каждый блок согласования кадров радиосвязи принимает декодированные данные кадра с различным размером кадра данных и периодом передачи кадра в соответствии с его ПКУ из соответствующего канального кодера. ПКУ определяется речевым сигналом, данными и изображением. Соответственно, скорость передачи данных и ИВП данных кадра зависят от своего ПКУ. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предполагается, что кадры данных имеют ИВП длительностью 10, 20, 40 или 80 мс. В соответствии со своим типом услуги, входные кодированные данные могут иметь различную скорость передачи данных и различный ИВП. Другими словами, кадры каждого канала имеют уникальный ИВП и скорость передачи данных. В случае, когда необходимо передавать данные одного канала, обрабатывают кодированные данные, которые вырабатывает один канальный кодер, а в случае, когда необходимо передавать данные двух каналов, обрабатывают закодированные данные, которые вырабатывают два соответствующих канальных кодера.

Каждый из первых перемежителей 111-11N сначала выполняет перемежение кадра транспортного канала, который поступает из соответствующего канального кодера. В этом случае, канальный кадр, принятый от другого канального кодера, может иметь другой ИВП и другую скорость передачи данных.

Как показано на фиг.1, кадры радиосвязи обозначены как RF и пронумерованы следующим образом: RF_ij, где i - индекс транспортного канала и j - индекс кадра радиосвязи для данного транспортного канала, и RF_i относится ко всем кадрам радиосвязи в i-м транспортном канале (например, RF_1,2 означает второй кадр радиосвязи в первом транспортном канале, и RF₁ относится ко всем кадрам радиосвязи в первом транспортном канале). Блоки 121-12N сегментирования кадров радиосвязи сегментируют кадры LF₁-LF_N данных, которые поступают от первых перемежителей 111-11N соответственно на кадры радиосвязи RF₁-RF_N соответственно, как обозначено позицией 301 на фиг.3 и на фиг.1, и последовательно выводят кадры RF₁-RF_N, в порядке сегментирования. В вариантах осуществления настоящего изобретения, T_i относится к числу кадров радиосвязи в транспортном канале i, где i - индекс транспортного канала (например, T₁ равно числу кадров радиосвязи в первом транспортном канале). Кадры LF₁-LF_N транспортного канала могут иметь различные ИВП и различные скорости передачи данных, соответствующие своим каналам. Предполагается, что в данном варианте осуществления настоящего изобретения ИВП кадров радиосвязи равен 10 мс. Таким образом, каждый из кадров радиосвязи RF₁-RF_N содержит столько данных, сколько кадр длительностью 10 мс входного кадра транспортного канала. В этом случае, блок сегментирования кадров радиосвязи, если он принимает кадр транспортного канала с ИВП длительностью 80 мс, последовательно сегментирует кадр данных длительностью 80 мс на восемь кадров радиосвязи, и последовательно выводит кадры радиосвязи. Блок согласования кадров радиосвязи, который принимает кадр транспортного канала с ИВП длительностью 40 мс, последовательно сегментирует кадр данных 40 мс на четыре кадра радиосвязи. Тем же самым способом блок согласования кадров радиосвязи, который принимает кадр транспортного канала с ИВП длительностью 20 мс, последовательно сегментирует кадр данных длительностью 20 мс на два кадра радиосвязи. Кадр данных длительностью 10 мс равен по длительности ИВП кадра радиосвязи и поэтому выводится без сегментации.

Длина кадра транспортного канала в битах может и не быть целым числом, кратным длине радиокадра в битах. В этом случае, предпочтительно производить вставку бита-заполнителя в кадр транспортного канала для того, чтобы сделать длину кадра транспортного канала в битах кратной длине кадра радиосвязи в битах. То есть, если L_i/T_i (L_i - длина входного кадра транспортного канала в i-м транспортном канале; в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения Т_i= ИВП для i-го транспортного канала/10 мс) не равно целому числу, то производится вставка бита-заполнителя. Бит-заполнитель предварительно обрабатывается перед сегментированием кадра радиосвязи, чтобы поддержать постоянную длину кадра радиосвязи в течение периода передачи. Передачей всех кадров транспортного канала легко управлять путем сохранения постоянной длины кадра радиосвязи в пределах ИВП кадров транспортного канала. Если кадр транспортного канала имеет максимальную ИВП, можно максимально использовать семь битов-заполнителей. Уменьшение эффективности передачи, которое возникает из-за увеличения в целом скорости передачи кадра данных вследствие добавления этих битов-заполнителей, пренебрежительно мало. Блоки 121-12N сегментирования кадров радиосвязи последовательно сегментируют входные кадры транспортного канала на кадры радиосвязи RF₁-RF_N длительностью 10 мс, как показано позицией 302 на фиг.3. В блоке 131-13N согласования скорости передачи регулируют скорости передачи кадров радиосвязи RF₁-RF_N, которые поступают из блоков 121-12N сегментирования кадров радиосвязи соответственно, и выдают кадры KF₁-KF_N данных, соответственно. Здесь K_i относится к длине соответствующих кадров KF_i.

Упомянутые выше блоки 101-10N согласования кадров радиосвязи принимают параллельно соответствующие кадры транспортного канала, проверяют размеры кадров транспортного канала, сегментируют кадры транспортного канала на кадры радиосвязи и выдают параллельно кадры радиосвязи. Мультиплексор 200 мультиплексирует кадры KF₁-KF_N данных, которые поступают из блока 131-13N согласования скорости передачи в последовательный поток данных размером Р, как показано позицией 303 на фиг.3. В данном случае, мультиплексор 200 может последовательно мультиплексировать кадры KF₁-KF_N данных. В этом случае, размер мультиплексированного кадра P=K₁+K₂+...+К_N. Поэтому мультиплексор 200 сначала определяет число N транспортных каналов, принимает параллельно кадры радиосвязи из блоков 101-10N согласования кадров радиосвязи и последовательно мультиплексирует кадры радиосвязи в кадр последовательных данных. То есть мультиплексор 200 выводит кадр последовательных данных, обозначенный позицией 303 на фиг.3.

Блок 300 сегментирования физического канала сегментирует мультиплексированный кадр KF₁-KF_N с размером Р, который поступает из мультиплексора 200 в виде М кадров физического канала, которые обозначены позицией 304 на фиг.3 (М - число имеющихся физических каналов) и обеспечивает подачу кадров физического канала во вторые перемежители 401-40N. В данном случае, каждый кадр физического канала имеет длину, как и Р/М. Физические каналы позволяют использовать множество кодов. Следовательно, блок 300 сегментирования физического канала устанавливает число М имеющихся физических каналов, сегментирует мультиплексированный кадр последовательных данных на М кадров физического канала и присваивает их соответствующим физическим каналам. Мультиплексированный кадр последовательных данных можно сегментировать на один или более кадров радиосвязи физического канала с той же самой скоростью передачи данных. С другой стороны, мультиплексированный кадр последовательных данных можно сегментировать на один или более кадров физического канала с различными скоростями передачи данных.

Канальное приемное устройство восходящей линии связи для приема кадров радиосвязи из канального передающего устройства восходящей линии связи (фиг. 1) выполняет работу канального передающего устройства восходящей линии связи в обратном порядке. Канальное приемное устройство восходящей линии связи будет описано ниже со ссылкой на фиг.4.

Работа каждого элемента (фиг.1) изображена подробно на фиг.3.

Как показано на фиг.3, позицией 301 обозначено сегментирование кадров транспортного канала, которые поступают параллельно из первых перемежителей 111-11N, в кадры радиосвязи, которые передаются из блоков 121-12N сегментирования кадров радиосвязи. Если L_i/T_i не равно целому числу, то соответствующий блок сегментирования кадров радиосвязи производит вставку бита-заполнителя для того, чтобы L_i было целым кратным T_i. Как показано на фиг.3, биты-заполнители последовательно вводятся в кадры радиосвязи, начиная предпочтительно с последнего кадра радиосвязи.

Позиция 301 на фиг.3 относится к процедуре добавления битов-заполнителей в кадры радиосвязи. Процедура подробно объяснена ниже. Вариант осуществления настоящего изобретения описан для случая, когда один бит-заполнитель 0 или 1 вставляется в один кадр радиосвязи. Позиция 302 показывает согласование скорости передачи кадров радиосвязи в соответствии с их скоростями передачи данных. Позиция 303 показывает мультиплексирование N кадров радиосвязи размером K_i(i= 1, 2, . . .,N) после согласования скорости передачи с одним мультиплексированным кадром с размером Р и передачу мультиплексированного кадра в блок 300 сегментирования физического канала. Позиция 304 показывает сегментирование мультиплексированного кадра на М кадров физического канала и параллельное назначение М кадров физического канала физическим каналам.

На фиг. 2 показана блок-схема канального передающего устройства нисходящей линии связи для канального кодирования и/или мультиплексирования нисходящей линии связи, на которой показаны элементы от блоков 151-15N согласования кадров радиосвязи до вторых перемежителей 800.

Канальное передающее устройство нисходящей линии связи работает по тому же самому принципу, что и канальное передающее устройство восходящей линии связи (фиг. 1 и 3) за исключением того, что выходные сигналы блока 171-17N сегментирования кадров радиосвязи подаются на вход мультиплексора 600. Блоки согласования скорости передачи не показаны на чертеже, потому что они расположены перед первыми перемежителями в канальном передающем устройстве нисходящей линии связи (фиг.2).

Работа канального приемного устройства нисходящей линии связи аналогична работе канального приемного устройства восходящей линии связи за исключением того, что оно не выполняет рассогласование скорости передачи.

Ниже описаны блоки сегментирования кадров радиосвязи, мультиплексоры и блоки сегментирования физических каналов в канальных передающих устройствах (фиг. 1 и 2), согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Для лучшего понимания настоящего изобретения, описание ограничено канальным передающим устройством восходящей линии связи. Блоки сегментирования кадров радиосвязи обозначены позициями 121-12N, мультиплексор - позицией 200 и блок сегментирования физического канала - позицией 300.

Сегментирование кадров радиосвязи с использованием бита-заполнителя
Блоки сегментирования кадров радиосвязи восходящей и нисходящей линий связи работают аналогичным способом. Блоки 121-12N сегментирования кадров радиосвязи сегментируют входные кадры транспортного канала на блоки кадров радиосвязи длительностью 10 мс и последовательно выводят кадры радиосвязи. При этом биты-заполнители могут вставляться или нет в кадр транспортного канала в соответствии с номером бита кадра транспортного канала. В варианте осуществления настоящего изобретения, вставка битов-заполнителей осуществляется в блоках 121-12N сегментирования кадров радиосвязи. Один бит-заполнитель вставляется в кадр радиосвязи, причем вставка бита-заполнителя начинается с последнего кадра радиосвязи. Описание вставки бита-заполнителя в кадр транспортного канала и в дальнейшем сегментирования кадра транспортного канала на кадры радиосвязи в блоках 121-12N сегментирования кадров радиосвязи (фиг.5) приводится перед описанием сегментирования кадра транспортного канала на кадры радиосвязи без вставки битов-заполнителей в блоках 121-12N сегментирования кадров радиосвязи (фиг.6).

В случае, когда отношение (L_i/T_i) размера кадра транспортного канала, который подается на вход блока сегментирования кадра радиосвязи, к ИВП кадра радиосвязи не является целым числом, то число r_i битов-заполнителей вычисляют следующим образом для того, чтобы сделать L_i/T_i целым числом. Так как T_i находятся в пределах от 0 до 8, то r_i находятся в пределах от 0 до 7. Значение отношения (L_i+r_i)/T_i, которое достигается при использовании битов-заполнителей, определяется как KD_i и r_i соответственно для нисходящей линии связи и восходящей линии связи
r_i=T_i-(L_i mod T_i), здесь r_i={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7},
нисходящая линия связи: KD_i= (LD_i+rD_i)/TD_i; LD_i, rD_i и TD_i - это L_i, r_i и T_i для нисходящей линии связи соответственно,
восходящая линии связи: R_i=(L_i+r_i)/T_i.

Если число r_i битов-заполнителей не равно 0, то бит-заполнитель добавляется в положение последнего бита каждого из соответствующих кадров радиосвязи из (T_i-r_i+1)-го кадра радиосвязи для того, чтобы поддержать постоянной длину кадра, то есть KD_i или R_i. Выбирают произвольным образом 0 или 1 в качестве бита-заполнителя. Бит-заполнитель несущественно влияет на рабочие характеристики и служит в качестве резервного бита, который может выбирать пользователь системы. Можно считать, что бит-заполнитель определяется как бит прерывистой передачи (БПП) для того, чтобы передатчик не передавал бит-заполнитель после канального кодирования и/или мультиплексирования. Блоки кадров радиосвязи, которые модифицируются для получения постоянной длины кадра радиосвязи вышеупомянутым способом, подаются в мультиплексор 200. Далее подробно описана работа блоков сегментирования кадров радиосвязи на основе битов.

Что касается битов, которые используются перед сегментированием кадров радиосвязи в i-м блоке 10i согласования кадров радиосвязи, то предполагается, что число r_i битов-заполнителей уже вычислено и 1≤t≤T_i (t - индекс кадра радиосвязи). Для первого кадра радиосвязи t=1, для второго кадра радиосвязи t= 2, и для последнего кадра радиосвязи t=T_i . Каждый кадр радиосвязи имеет тот же самый размер (L_i+r_i)/T_i. Затем выходные биты первого перемежителя 111 i-гo блока 10i согласования кадров радиосвязи выбирают равными b_i,1, b_i, ₂, . .., b_i,_L,_i, и выходные биты блока 12i сегментирования кадров радиосвязи выбирают равными c_i,₁,c_i,₂,...,c_i,_{[(Li+ri) /Ti]} в блоках кадра длительностью 10 мс для T_i=ИBП (мс) i-го транспортного канала/10 (мс) ∈ {1, 2, 4, 8}. То выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение первых 10 мс: t=1
c_i,j=b_ij, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение вторых 10 мс: t=2
c_i,j=b_{i,(j+ (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение (T_i-r_i)-x 10 мс: t=(T_i-r_i)
c_i,j=b_{i,(j+ (Ti-ri-1) (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение (T_i-r_i+1)-x 10 мс: t=(T_i-r_i+1)
c_i,j=b_{i, (j+ (Ti-ri) (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
c_i,j=бит-заполнитель (0/1), j=(L_i+r_i)/T_i,
:
:
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи для T_i-го 10 мс: t=T_i
c_i,j=b_{i, (Ti-ri) (Li+ri )/Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i-1)/T_i,
c_i,j=бит-заполнитель(0/1), j=(L_i+r_i)/T_i.

Блок 12i сегментирования кадров радиосвязи входит в состав передающего устройства, и его обратным аналогом является блок отмены сегментирования кадров радиосвязи в приемном устройстве. Отмена сегментирования кадров радиосвязи эквивалентна обратной операции сегментирования кадров радиосвязи состоит в том, что блоки длительностью 10 мс, которые принимают в течение периода передачи, последовательно размещают и компонуют в один кадр.

Фиг. 5 изображает процесс выработки кадров радиосвязи с использованием битов-заполнителей, который выполняется вышеописанным способом. Ниже определены используемые переменные.

t - индекс времени кадра (1, 2,..., T_i),
RF_i,t - t-й кадр радиосвязи длительностью 10 мс в i-м блоке согласования кадров радиосвязи,
L_i - размер входного кадра из i-го блока согласования кадров радиосвязи.

Как показано на фиг.5, блок сегментирования кадров радиосвязи выполняет процесс инициализации на этапе 511:
t-=1/*инициализация индекса времени кадра*/,
r_i-=T_i-L_i mod T_i /*число заполнительных битов*/,
R_i-= (L_i+r_i)/T_i для ВЛС (восходящая линия связи) /*размер кадра радиосвязи для восходящей линии связи*/,
KD_i-= (LD_i+rD_i) /TD_i для НЛС (нисходящей линии связи) /*размер кадра радиосвязи для нисходящей линии связи*/.

На этапе 513, блок сегментирования кадров радиосвязи проверяет, равно или нет 0 число r_i битов-заполнителей. Если число r_i битов-заполнителей равно 0, то блок сегментирования кадров радиосвязи считывает данные с размером кадра радиосвязи из входного кадра и запоминает их на этапе 517. С другой стороны, если число r_i битов-заполнителей не равно 0, то блок сегментирования кадров радиосвязи проверяет, равен ли индекс t кадра (T_i-r_i+1) на этапе 515, то есть текущий радиокадр необходимо дополнить битом-заполнителем. В случае кадра радиосвязи, который не будет дополняться битом-заполнителем, блок сегментирования кадров радиосвязи считывает данные с размером кадра радиосвязи из входного кадра и запоминает их на этапе 519 и переходит на этап 525. В случае кадра радиосвязи, который будет дополняться битом-заполнителем, блок сегментирования кадра радиосвязи считывает один бит данных, который меньше, чем размер кадра радиосвязи, из входного кадра, и запоминает их на этапе 521. Блок сегментирования кадров радиосвязи производит вставку положения последнего бита сохраненного кадра радиосвязи на этапе 523, увеличивает индекс t кадра на 1 этапе 525 и проверяет, является ли индекс t обновленного кадра больше, чем номер T_i сегмента, соответствующий ИВП кадра радиосвязи на этапе 527. Если индекс t кадра меньше, чем номер T_i сегмента, соответствующий ИВП кадра радиосвязи, то блок сегментирования кадров радиосвязи возвращается на этап 513. Если индекс t кадра больше, чем число T_i сегментов, соответствующее ИВП кадра радиосвязи, то процедура выработки кадров радиосвязи завершается. Кадры радиосвязи, выработанные таким способом, последовательно подают во второй мультиплексор 200.

Сегментирование кадров радиосвязи без вставки битов-заполнителей
Блок сегментирования кадров радиосвязи, который не использует биты-заполнители, можно использовать вместо вышеописанного блока сегментирования кадров радиосвязи. Так как T_i изменяется в пределах от 0 до 8, то r_i изменяется в пределах от 0 до 7. Отношения (L_i+r_i)/T_i для нисходящей линии связи и восходящей линии связи определяются как KD_i и R_i соответственно:
r_i=T_i-(L_i mod T_i), здесь r_i={(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7},
нисходящая линия связи: RD_i=(LD_i+rD_i)/TD_i,
восходящая линия связи: R_i=(L_i+r_i)/T_i.

Ниже подробно описаны операции с битами блока сегментирования кадров радиосвязи, в котором биты-заполнители не используются.

Что касается битов, которые используются перед сегментированием кадров радиосвязи в i-м блоке 10i согласования кадров радиосвязи, то предполагается, что число r_i битов-заполнителей уже вычислено и 1≤t≤T_i (t показывает индекс кадра радиосвязи). Для первого кадра радиосвязи t=1, для второго кадра радиосвязи t=2 и для последнего кадра радиосвязи t=T_i.

Допустим, что выходные биты первого перемежителя 11i в i-м блоке 10i согласования кадров радиосвязи равны b_i,1, b_i,2,...,b_i,_L,_i, а выходные биты блока сегментирования 12i кадров радиосвязи будут равны c_i,₁, c_i,2,...,c_i, _{[(Li+ ri)/Ti]} в блоке кадра длительностью 10 мс для Т_i=ИВП (мс) i-го транспортного канала/10 (мс) ∈ {1, 2, 4, 8}. Затем выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение первых 10 мс: t=1
c_i,j=b_ij, j=1, 2,...,(L_i +r_i)/T_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение вторых 10 мс: t=2
c_i,j=b_{i(j+(L, i+ri/Ti))}, j=1, 2,...,(L_i+r_i)/Т_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение (T_i-r_i)-x 10 мс: t=(T_i-r_i)
c_i,j=b_{i,(j+(Ti- ri-1) (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение (T_i-r_i+1) 10 мс: t=(T_i-r_i+1)
c_i,j=b_{i,(j+ (Ti-ri (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i,
:
:
выходные биты блока сегментирования кадров радиосвязи в течение Т_i-х 10 мс: t=T_i
c_i,j=b_{i,(Ti-ri) (Li+ri) /Ti))}, j=1,2,...,(L_i+r_i)/T_i.

Если r_i не равно 0, то размер от первого до (T_i-r_i)-го кадров радиосвязи равен R_i, и размер от (T_i-r_i+1)-го до последнего кадра радиосвязи равен (R_i-1). Для нисходящей линии связи, если rD_i не равно 0, то размер от первого до (TD_i-rD_i)-го кадров равен KD_i, и размер от (TD_i-rD_i+1)-го до последнего кадра радиосвязи равен (КD_i-1). Блоки кадров радиосвязи с размерами, которые изменяются во времени, подаются на мультиплексор. Из-за переменного размера кадров радиосвязи, размер кадра в мультиплексоре может изменяться в каждом интервале длительностью 10 мс, и блок сегментирования физического канала может также работать по-разному в интервалах длительностью 10 мс, усложняя тем самым управление размером кадра. Соответственно, предпочтительно использовать блок сегментирования кадров радиосвязи, который производит вставку битов-заполнителей.

Блок сегментирования 12i кадров радиосвязи входит в состав передающего устройства, и его обратным аналогом является блок отмены сегментирования кадров радиосвязи в приемном устройстве. Отмена сегментирования кадров радиосвязи эквивалентна обратной операции сегментирования кадров радиосвязи, причем блоки длительностью 10 мс, которые поступают в течение периода передачи, последовательно размещаются и компонуются в одном кадре.

Фиг. 6 иллюстрирует процесс выработки кадров радиосвязи без вставки битов-заполнителей вышеописанным способом. Сначала определены переменные, которые используются ниже.

t - индекс времени кадра (1, 2,...,T_i),
RF_i,t - t-й кадр радиосвязи длительностью 10 мс в i-й цепи канального кодирования и/или мультиплексирования,
L_i - размер входного кадра из i-й цепи канального кодирования и/или мультиплексирования.

Как показано на фиг.6, блок сегментирования кадров радиосвязи выполняет процесс инициализации на этапе 611:
t-=1 /*инициализация индекса времени кадра*/,
r_i-=T_i-L_i mod T_i /*число битов-заполнителей*/,
R_i-=(L_i+r_i) /T_i для ВЛС (восходящая линия связи) /*размер кадра радиосвязи для восходящей линии связи*/,
KD_i-=(LD_i+rD_i)/TD_i для НЛС (нисходящей линии связи) /*размер кадра радиосвязи для нисходящей линии связи*/.

На этапе 613 блок сегментирования кадров радиосвязи проверяет, равно ли 0 число r_i битов-заполнителей. Если число r_i битов-заполнителей равно 0, то блок сегментирования кадров радиосвязи считывает данные с размером кадров радиосвязи из входного кадра и запоминает их на этапе 617. С другой стороны, если число r_i битов-заполнителей не равно 0, то блок сегментирования кадров на этапе 615 проверяет, равен или нет индекс t кадра (T_i-r_i+1). Если индекс t кадра меньше, чем (T_i-r_i+1), то блок сегментирования кадра радиосвязи считывает данные с размером кадра радиосвязи из входного кадра, запоминает их на этапе 619 и переходит на этап 623. Если индекс t кадра равен или больше (T_i-r_i+1), то блок сегментирования кадров радиосвязи считывает данные на один бит меньше, чем размер кадра радиосвязи, из входного кадра, и запоминает на этапе 621. Блок сегментирования кадров радиосвязи увеличивает индекс t кадра на 1 на этапе 623 и проверяет на этапе 625, больше ли обновленный индекс t кадра, чем число Т_i сегментов, соответствующее ИВП кадра радиосвязи. Если индекс t кадра меньше, чем номер T_i сегмента, соответствующий ИВП кадра радиосвязи, то блок сегментирования кадров радиосвязи возвращается на этап 613. Если индекс t кадра больше, чем число T_i сегментов, соответствующее ИВП кадра радиосвязи, то процедура выработки кадров радиосвязи заканчивается. Кадры радиосвязи, выработанные этим способом, последовательно вводятся в мультиплексор 200.

Мультиплексирование
Ниже описан мультиплексор 200 для восходящей линии связи. Биты, которые описаны ниже, подаются на вход мультиплексора 200
выходные биты блока 1 согласования скорости передачи:
с_1,1, c_1,2,..., c_1,K1 ,
выходные биты блока 2 согласования скорости передачи:
c_2,1, c_2,2,...c_2,K2,
выходные биты блока 3 согласования скорости передачи:
c_3,1, c_3,2,...c_3,K3,
выходные биты блока N согласования скорости передачи:
c_N,1, c_N,2,...c_N,KN.

Выходные биты b₁, b₂,...., d_p мультиплексора 200 имеют вид, когда j=1, 2, 3,...,P (P=K₁+K₂+...K_N):
d_j=c_i,j, j=1, 2,..., K₁,
d_j=c_2,(j-K1), j=K₁+1, K₁+2,..., K₁+K₂,
d_j=c_{3,(j- (K1+K2))}, j=(K₁+K₂)+1, (K₁+K₂)+2,..., (K₁+K₂)+K₃,
...

d_j=c_{N, (j- (K1+ K2+ ...+KN -1))}, j=(K₁+K₂+...+K_N-1)+1, (K₁+K₂+...+K_N-1)+2,... ,(K₁+K₂+...+K_N-1)+K_N.

Ниже описана работа мультиплексора 200 для нисходящей линии связи.

Биты, которые описаны ниже, подаются на вход мультиплексора 200:
выходные биты блока 1 согласования скорости передачи:
с_1,1, c_1,2,..., c_1,K1,
выходные биты блока 2 согласования скорости передачи:
c_2,1, c_2,2,..., c_2,K2,
выходные биты блока 3 согласования скорости передачи:
c_3,1, c_3,2,..., c_3,K3,
выходные биты блока N согласования скорости передачи:
c_N,1, c_N,2,..., c_N,KN,
Выходные биты b₁, b₂,...,d_p мультиплексора 200 имеют вид, когда j=1, 2, 3,..., P (P=K₁+K₂+...+К_N):
d_j=c_i,j, j=1,2,...,K₁,
d_j=c_2,(j-K1), j=K₁+1, K₁+2,...,K₁+K₂,
d_j=c_{3,(j- (K1+K2))}, j=(K₁+K₂)+1, (K₁+K₂)+2,..., (K₁+K₂)+K₃,
...

d_j=c_{N, (j-(K1 +K2+... +KN-1))}, j=(K₁+K₂+...+K_N-1)+1, (K₁+K₂+...+K_N-1)+2,... ,(K₁+K₂+...+K_N-1)+K_N.

Мультиплексор 200 входит в состав передающего устройства, а его обратным аналогом является демультиплексор в приемном устройстве. Демультиплексор выполняет операции, обратные операциям мультиплексора 200, то есть сегментирует входной кадр на N блоков и подает N блоков в соответствующие блоки отмены согласования кадров радиосвязи.

На фиг. 7 представлен алгоритм, иллюстрирующий процедуру мультиплексирования кадров радиосвязи в мультиплексоре 200. Перед описанием процедуры, показанной на фиг.7, определены используемые параметры:
N - полное число блоков согласования кадров радиосвязи,
i - индекс (1, 2,..., N) блоков согласования кадров радиосвяз,
RFi - кадра радиосвязи длительностью 10 мс в i-м блоке согласования кадров радиосвязи.

Мультиплексор 200 устанавливает индекс i блока согласования кадров радиосвязи на исходное значение 1 на этапе 711 и запоминает кадр радиосвязи, который поступает из i-го блока согласования кадров радиосвязи в буфер мультиплексирования, на этапе 713. На этапе 715 мультиплексор 200 увеличивает индекс i блока согласования кадров радиосвязи на 1. Затем мультиплексор 200 на этапе 717 проверяет, больше ли увеличенный индекс i, чем полное число N блоков согласования кадров радиосвязи. Если i равно или меньше N, мультиплексор 200 возвращается на этап 713. Если i больше N, то мультиплексор 200 заканчивает процедуру мультиплексирования. Как описано выше, мультиплексор 200 последовательно запоминает кадры радиосвязи, которые поступают из блоков согласования кадров радиосвязи в буфер мультиплексирования и вырабатывает мультиплексированный кадр размером Р, то есть кадр последовательных данных.

Сегментирование физического канала
Блок 300 сегментирования кадров физического канала работает аналогичным способом для восходящей линии связи и нисходящей линии связи.

Допустим, что биты последовательного кадра данных, которые выводятся из мультиплексора, равны d₁, d₂,...,d_p, и число физических каналов равно М. То выходные биты блока сегментирования кадров физического канала для физического канала 1:
e_1,j=d_j, j=1, 2,...,Р/М,
выходные биты блока сегментирования кадров физического канала для физического канала 2:
e_2,j=d_(j+p/M), j=1/ 2,...,Р/М,
выходные биты блока сегментирования кадров физического канала для физического канала М:
e_Mj=d_{(j+ (M-1) P/M}, j=1, 2,...,Р/М.

Вышеописанная схема сегментирования физического канала является предпочтительной ввиду лучшего использования влияния вторых перемежителей. Поэтому можно минимизировать вероятность ошибок битов после декодирования в приемнике, которые возникают из-за ошибок пакетов в канале с замиранием. Для скорости передачи данных ¹/₃ для обычного канального кодера, три символа представляют собой один информационный бит. Можно дополнительно рассмотреть другую схему сегментирования физического канала при М=3 и Р=30, как показано ниже.

Биты перед сегментированием физического канала:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...29.

Биты после сегментирования физического канала:
физический канал 1: 0 3 6 9 12...27,
физический канал 2: 1 4 7 10 13...28,
физический канал 3: 2 5 8 11 14...29.

Так как в этом сегментировании трех физических каналов используется тот же самый второй перемежитель, три входных символа всегда следуют после второго перемежения. Соответственно, три последовательных символа являются наиболее вероятными для появления ошибок при замирании в конкретный момент времени.

Сегмент, имеющий одно и то же число последовательных битов, присваивается одному физическому каналу, согласно настоящему изобретению, и таким образом
Биты перед сегментированием физического канала:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...29.

Биты после сегментирования физического канала:
физический канал 1: 0 1 2 3...9,
физический канал 2: 10 11 12 13...29,
физический канал 3: 20 21 22 23...29.

После второго перемежения, три физических канала имеют различное время в том же самом положении битов, таким образом уменьшая вероятность одновременных ошибок в трех символах, представляющих один информационный бит, вследствие замирания. Поэтому приемник в настоящем изобретении может иметь более низкую частоту появления ошибок по битам (ЧПОБ), чем при вышеописанном сегментировании физического канала.

Блок сегментирования кадров физического канала входит в состав передающего устройства, и его аналогом является блок отмены сегментирования физического канала в приемном устройстве. Блок отмены сегментирования физического канала выполняет операцию, противоположную операции блока сегментирования физического канала, то есть последовательно размещает М кадров физического канала и компонует их в один кадр.

Фиг. 8 изображает алгоритм, иллюстрирующий процедуру выработки кадра физического канала в блоке сегментирования физического канала. Ниже определены используемые параметры:
m - индекс физического канала (1, 2,...,М),
М - полное число физических каналов,
Р - индекс размера блока данных в битах.

Как показано на фиг.8, блок 300 сегментирования физического канала на этапе 811 устанавливает индекс m-го физического канала в исходное значение 1 и считывает блок данных размером Р/М из выходных данных размером Р и запоминает его в m-м буфере физического канала на этапе 813. Затем блок 300 сегментирования физического канала увеличивает индекс физического канала m на 1 на этапе 815 и проверяет на этапе 717, больше ли увеличенный индекс m-го физического канала, чем полное число М физических каналов. Если m равно или меньше М, то блок 300 сегментирования физического канала возвращается на этап 813. Напротив, если m больше М, то сегментирование физического канала завершается.

Реализация приемного устройства
На фиг.4 представлена блок-схема канального приемного устройства, использующего обратные аналоги блока сегментирования кадров радиосвязи, мультиплексора и блока сегментирования физического канала, которые описаны выше.

Как показано на фиг.4, память 411 физического канала запоминает символы с вторым перемежением. Первый генератор 412 адресов вырабатывает адрес записи для каждых М битов символов с вторым перемежением, при этом М битов запоминают в памяти 411 физического канала. Второй генератор 413 адресов вырабатывает адрес считывания для последовательного считывания символов из памяти 411 физического канала, когда символы полностью запомнены в памяти 411 физического канала. Демультиплексор 414 распределяет символы, которые поступают из памяти 411 физического канала в М буферов 415-4N5. Буферы 415-4N5 обеспечивают подачу сохраненных символов в соответствующие блоки 417-4N7 отмены сегментирования без отмены согласования скорости передачи, если символы предназначены для нисходящей линии связи, и в блоки 416-4N6 отмены согласования скорости передачи, если символы предназначены для восходящей линии связи. Блоки 416-4N6 отмены согласования скорости передачи выполняют вставку нулевого символа и объединение символов в порядке, обратном используемому при согласовании скорости передачи. Блоки 417-4N7 отмены сегментирования кадров радиосвязи компонуют символы, которые поступают из блоков 416-4N6 отмены согласования скорости передачи, с данными соответствующего транспортного канала ИВП и передают данные с отменой сегментирования в канальный декодер для канального декодирования.

В течение операции записи, первый генератор 412 адресов приводится в действие для записи каждых М битов в память 411 физического канала, то есть в память буфера для запоминания символов, которые поступают после отмены второго перемежения. Поэтому память 411 физического канала принимает полностью Р символов из второго перемежителя с рабочими периодами времени Р/М. Если данные отсутствуют в каждом канале канального кодирования и/или мультиплексирования, полное число принятых символов меньше Р. Следовательно, максимальный размер буфера равен Р. После завершения операции записи, второй генератор 413 адресов вырабатывает адреса, и символы считывания считываются из памяти 411 физического канала в порядке выработки адресов. Операция считывания выполняется в блоках (L_i+r_i)/T_i(=R_i). При считывании N кадров с размером R_i полное число Р символов передают в N буферов 415-4N5 через демультиплексор 414. Каждый буфер имеет размер T_i•R_i (i=1, 2, 3...,N). В этом случае, демультиплексор 414 служит для различения N символов. Классифицированные символы передают непосредственно в блоки 417-4N7 отмены сегментирования кадров радиосвязи без отмены согласования скорости передачи, если они предназначены для нисходящей линии связи, тогда как символы подвергаются отмене согласования скорости передачи, если они предназначены для восходящей линии связи. То есть блоки 416-4N6 отмены согласования скорости передачи осуществляют вставку нулевого символа и объединение символов, что является операциями, обратными согласованию скорости передачи. Затем блоки 417-4N7 отмены сегментирования передают символы с отменой сегментирования в соответствующие канальные декодеры для канального декодирования. Следует отметить, исходя из вышеприведенного описания, что операции приемного устройства являются в основном обратными операциям передающего устройства.

В соответствии с настоящим изобретением и как описано выше, подробно определены операции сегментирования кадра радиосвязи, мультиплексирования и сегментирования физического канала для мультиплексирования и/или канального кодирования. Кадры различных типов, которые вырабатываются канальными кодерами, преобразуются в кадры радиосвязи, мультиплексируются и преобразуются в физические кадры. Физические кадры затем присваиваются физическим каналам. Поэтому передающие устройства восходящей и нисходящей линий связи в системе связи МДКР обеспечивают реализацию различных услуг связи, таких как передача речи, данных и изображений.

Хотя изобретение было описано и раскрыто с ссылками на конкретные предпочтительные варианты его осуществления, специалистам ясно, что различные изменения по форме и деталям могут быть сделаны без отклонения от объема и сущности изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения.