FI105961B - Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin - Google Patents

Description

105961

Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin

Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on vastaanotin ja vastaanottomenetelmä tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa siirrettävä signaali voi käsittää tietoa joka lähete-5 tään useaa eri siirtomuotoa käyttäen kehysmuotoisena ja jossa menetelmässä kulloinkin käytetyt siirtomuodot ilmaistaan kehyksessä. Erityisesti keksintö kohdistuu siihen, kuinka voidaan havaita virheet siirtonopeuden ilmaisussa.

Keksinnön tausta

Tiedonsiirtojärjestelmille asetettavat vaatimukset kasvavat jatkuvas-10 ti. Erityisesti tämä koskee langattomia tiedonsiirtojärjestelmiä, kuten solukkora-diojärjestelmiä, joilta halutaan yhä monipuolisempia palveluita, kuten esimerkiksi erilaisia data-ja videopalvelulta.

Perinteisesti langattomia tiedonsiirtojärjestelmiä on käytetty vain puheen siirtoon. Erilaisten välitettävien palveluiden määrän kasvaminen tarkoit-15 taa erityisesti langattomissa järjestelmissä sitä, että järjestelmän on kyettävä siirtämään radiotien yli eri kapasiteetin omaavia signaaleja, kuten esimerkiksi puhetta datanopeudella 8 kbit/s ja dataa nopeudella 64 kbit/s. Tämän lisäksi on tarvetta lähettää eri laatutason omaavia signaaleja, jotka tyypillisesti tarvitsevat myös eri datanopeutta samanaikaisesti. Eräänä tyypillisenä esimerkkinä 20 voidaan mainita videoyhteys, jossa kuva tarvitsee suurta datanopeutta ja korkeaa laatutasoa, mutta ääni voidaan lähettää pienemmällä datanopeudella ja laatutasolla. Tiedonsiirtojärjestelmän tulisi siis kyetä tehokkaasti toimimaan ympäristössä, jossa välitetään monen eri datanopeuden, laatutason ja palvelu-tyypin lähetyksiä.

25 Erityisesti digitaalisille tiedonsiirtojärjestelmille on tyypillistä, että sig naalien lähetys tapahtuu kehysmuotoisesti. Kehys koostuu useista aikaväleistä. Järjestelmissä, joissa tietoa voidaan siirtää useilla eri siirtomuodoilla, täytyy kussakin kehyksessä ilmaista, mitä siirtomuotoa kehyksessä on käytetty. Eri siirtomuodot toteutetaan usein joko aikavälin dataosan koon tai datan lähettä-30 misen yhteydessä käytetyn koodauksen vaihteluilla. Siirtomuoto voi vaihdella periaatteessa kehyksittäin tai aikaväleittäin.

Koska signaalien laatutaso vaihtelee, on selvää, että eri tyyppisillä signaaleilla käytetään erilaista koodausta. Täten esimerkiksi kanavakoodauksen syvyys vaihtelee eri signaaleilla. Esimerkkinä mainittakoon puhe ja video-35 yhteydet, joissa puheelle käytetään tyypillisesti yhden kehyksen mittaista koo- 2 105961 daussyvyyttä ja videolle k:n kehyksen mittaista kanavakoodaussyvyyttä, jossa k > 1. Kulloinkin käytetty siirtomuoto ja koodaussyvyys ilmaistaan TFI-kontrolli-biteillä (Transport Format Indicator), joka lähetetään dedikoidulla kontrollikana-valla.

5 Kun yhdellä radiolinkillä lähetetään yhtä palvelua tai useaa palve lua, joilla on sama kanavakoodaussyvyys, voidaan kontrollibittien koodaus toteuttaa datan kanssa saman aikaperiodin ylitse, kuten tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa suoritetaan. Tällöin kontrollibittien koodaus on suoritettava lyhintä koodaussyvyyttä käyttävän palvelun mukaan, jotta vältytään ylimää-10 Täisiltä viiveiltä radiolinkillä. Tunnetun tekniikan mukaisen ratkaisun ongelmana on se, että kontrollibitit eivät voi hyödyntää samaa lomittelua kuin data, jolla on pitempi koodaussyvyys. Lomittelun ansiosta datan virhesuhde BER pienenee, mutta samoin ei käy kontrollibiteille.

Tästä syystä kontrollibitit saattavat olla alttiimpia virheille kuin data-15 bitit. Mikäli kontrollibitit ovat virheellisiä, palvelujen demultipleksaus ja siirtonopeuksien sovitus vastaanottimessa tapahtuu virheellisesti. Viterbi- ja turbode-kooderin sisäänmenoon tulee satunnaisia bittejä eikä virheellisesti käsitellyn kehyksen sisältöä voida dekoodata oikein.

Keksinnön lyhyt selostus 20 Keksinnön tavoitteena onkin toteuttaa menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella vastaanottomenetelmällä tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa siirrettävä signaali voi käsittää tietoa joka lähetetään useaa eri : siirtomuotoa käyttäen kehysmuotoisena, joissa kehyksissä siirretään myös tie- 25 to käytetystä siirtomuodosta kontrollibittien avulla, ja jossa lähetettävälle tiedolle suoritetaan koodaus siirrettävän tiedon ominaisuuksista riippuvalla koodaus-syvyydellä, joista koodaussyvyyksistä ainakin osa on annetun peruskoodaus-syvyyden TK monikertoja. Keksinnön mukaisessa menetelmässä vastaanotettaessa signaalia, jonka tiedetään käsittävän tietoa, joka on koodattu käyttäen 30 koodaussyvyyttä n * TK , jos havaitaan, että on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, joissa kehyksissä on tunnistettu kontrollibitit, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussy-vyyden n * TK omaavan tiedon, ja x kehystä, jossa kontrollibitit eivät ilmaise tunnetun koodaussyvyyden n * TK tiedon olemista signaalissa, päätellään, että 35 kyseiset x-kehystä on vastaanotettu virheellisinä.

3 105961

Keksinnön kohteena on myös vastaanotin tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa siirrettävä signaali voi käsittää tietoa joka lähetetään useaa eri siirtomuotoa käyttäen kehysmuotoisena, joissa kehyksissä siirretään myös tieto käytetystä siirtomuodosta kontrollibittien avulla, ja jossa lähetettävälle tiedolle ’ 5 suoritetaan koodaus siirrettävän tiedon ominaisuuksista riippuvalla koodaussy- vyydellä, joista koodaussyvyyksistä ainakin osa on annetun peruskoodaussy-vyyden TK monikertoja. Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa vastaanotettaessa signaalia, jonka tiedetään käsittävän tietoa, joka on koodattu käyttäen koodaussyvyyttä n * TK , vastaanotin käsittää välineet havaita, että on νοεί 0 taanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, ja välineet tunnistaa kehyksistä kontrollibitit, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussyvyyden n * TK omaavan tiedon, ja välineet havaita, että on vastaanotettu x kehystä, jossa kontrollibitit eivät ilmaise tunnetun koodaussyvyyden n * TK tiedon olemista signaalissa, ja välineet päätellä, että ky-15 seiset x-kehystä on vastaanotettu virheellisinä.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että kun tiedetään, että ollaan vastaanottamassa palvelua, jonka koodaussyvyys on n kehystä, ja että ollaan vastaan-20 ottamassa sellaisia kehyksiä joissa kyseistä palvelua pitäisi edellisten kehysten lukumäärän mukaan olla, ja havaitaan sellaiset kontrollibitit joiden mukaan kyseistä palvelua ei kehyksessä ole, voidaan tästä päätellä että on tapahtunut virhe vastaanotossa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan 9 25 useita etuja. Koska keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan havaita virheitä vastaanotossa jo ennen dekoodausta, voidaan dekoodausvirheitä pienentää nollaamalla virheelliset bitit, koska nollatut bitit aiheuttavat pienemmän virheen kuin satunnaisesti virheelliset bitit.

Kuvioiden lyhyt selostus 30 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa esimerkkiä tietoliikennejärjestelmästä, jossa keksintöä voidaan soveltaa, kuvio 2 esittää toisen esimerkkinä käytettävän matkapuhelinjärjes-35 telmän rakennetta, 4 105961 kuvio 3 havainnollistaa tarkemmin esimerkkinä käytettävän matkapuhelinjärjestelmän rakennetta, kuvio 4 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävästä kehysrakenteesta, 5 kuvio 5 havainnollistaa esimerkkiä kontrollibittien koodauksesta, kuvio 6 esittää lähetin-vastaanotin parin rakennetta ja toimintaa,

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää erilaisissa matkapuhelinjärjestelmissä, joissa on mahdollista lähettää samanaikaisesti signaalia, joka kä-10 sittää tietoa usealla eri siirtonopeudella ja laatuvaatimuksilla. Sinänsä ei ole merkitystä mitä monikäyttömenetelmää järjestelmässä käytetään. Esimerkiksi CDMA, WCDMA sekä TDMA ovat mahdollisia monikäyttömenetelmiä. Kuviossa 1 havainnollistetaan erästä digitaalista tiedonsiirtojärjestelmää, jossa keksinnön mukaista ratkaisua voidaan soveltaa. Kyseessä on osa solukkoradio-15 järjestelmästä, joka käsittää tukiaseman 100, joka on kaksisuuntaisessa yhteydessä 102-106 tilaajapäätelaitteisiin 108-112. Tukiasema on edelleen yhteydessä tukiasemaohjaimeen 114, joka välittää päätelaitteiden yhteydet muualle verkkoon. Kuvion 1 yksinkertaistetussa esimerkissä siis kaksisuuntaisessa yhteyksissä 102- 106 tilaajapäätelaitteiden ja tukiaseman välillä 108-112 siirret-20 tävä signaali voi käsittää tietoa joka lähetetään useaa eri siirtomuotoa käyttäen. Signaalit lähetetään kehysmuotoisena, ja kehyksissä siirretään myös tieto käytetystä siirtomuodosta kontrollibittien avulla. Lähetettävälle tiedolle suoritetaan koodaus koodaussyvyydellä, joka voi riippua esimerkiksi siirtonopeudesta, signaalin halutusta laadusta, maksimiviiveestä ja tiedon siirtosuunnasta.

25 Jatkossa keksinnön käyttöä kuvataan suorasekvenssitekniikalla to teutettua laajakaistaista koodijakoista monikäyttömenetelmää käyttävässä matkapuhelinjärjestelmässä, keksintöä siihen kuitenkaan rajoittamatta. Siten esimerkiksi Japanissa ARIB.in (Association of Radio Industries and Businesses) kehittämä ehdotus IMT-2000 matkapuhelinjärjestelmäksi on keksin-30 nön mukainen järjestelmä. Esimerkit pohjautuvat VVCDMA-järjestelmän kuvaukseen, josta on saatavissa lisätietoa ETSI:n (European Telecommunications Standards Institute) spesifikaatiosta "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission (Tdoc SMG2 260/98, May/June 1998)”, joka otetaan tähän viitteeksi.

35 Viitaten kuvioon 2 selostetaan erään keksinnön mukaisen esimerk kinä käytettävän matkapuhelinjärjestelmän rakennetta. Matkapuhelinjärjestel- 5 105961 män pääosat ovat ydinverkko (core network) CN, maanpäällinen radioliittymä-verkko (UMTS terrestrial radio access network) UTRAN ja tilaajapäätelaite (user equipment) UE. CN:n ja UTRAN.in välinen rajapinta on nimeltään lu, ja UTRAN:in ja UE:n välinen ilmarajapinta on nimeltään Uu.

5 Radioliittymäverkko muodostuu radioverkkoalijärjestelmistä (radio network subsystem) RNS. Alijärjestelmien välinen rajapinta on nimeltään lur. Kukin radioverkkoalijärjestelmä RNS muodostuu radioverkkokontrollerista (radio network controller) RNC ja yhdestä tai useammasta ns B-solmusta (node B) B. Radioverkkokontrollerin RNC ja solmu B:n välinen rajapinta on ni-10 meltään lub. B-solmun kuuluvuusaluetta eli solua merkitään kuviossa 2 C:llä.

Kuviossa 2 esitetty kuvaus on melko abstrakti, joten sitä selvennetään kuviossa 3 esitetyllä tarkemmalla esimerkillä solukkoradiojärjestelmästä. Kuvio 3 sisältää vain oleellisimmat lohkot, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että tavanomaiseen solukkoradioverkkoon sisältyy lisäksi muitakin toimin-15 toja ja rakenteita, joiden tarkempi selittäminen ei tässä ole tarpeen. Huomattakoon myös, että kuviossa 3 on esitetty vain eräs esimerkkirakenne. Esimerkiksi aiemmin mainituissa ARIB- ja ETSI- järjestöjen kehittämissä järjestelmissä saattavat yksityiskohdat poiketa kuviossa 3 esitetyistä, mutta keksinnön kannalta näillä eroilla ei ole merkitystä.

20 Solukkoradioverkko käsittää siis tyypillisesti kiinteän verkon infrastruk tuurin eli verkko-osan 300, ja tilaajapäätelaitteita 302, jotka voivat olla kiinteästi sijoitettuja, ajoneuvoon sijoitettuja tai kannettavia mukanapidettäviä päätelaitteita. Verkko-osassa 300 on tukiasemia 304. Tukiasema vastaa edellisen kuvion B-solmua. Useita tukiasemia 304 keskitetysti puolestaan ohjaa niihin 25 yhteydessä oleva radioverkkokontrolleri 306. Tukiasemassa 304 on lähetin-vastaanottimia 308 ja multiplekseriyksikkö 312.

Tukiasemassa 304 on edelleen ohjausyksikkö 310, joka ohjaa lähetin-vastaanottimien 308 ja multiplekserin 312 toimintaa. Multiplekserillä 312 sijoitetaan useiden lähetinvastaanottimen 308 käyttämät liikenne- ja ohjauskana-30 vat yhdelle siirtoyhteydelle 314. Siirtoyhteys 314 muodostaa rajapinnan lub.

Tukiaseman 304 lähetinvastaanottimista 308 on yhteys antenniyksik-köön 318, jolla toteutetaan kaksisuuntainen radioyhteys 316 tilaajapäätelait-teeseen 302. Kaksisuuntaisessa radioyhteydessä 316 siirrettävien kehysten rakenne on järjestelmäkohtaisesti määritelty, ja sitä kutsutaan ilmarajapinnaksi 35 Uu.

Radioverkkokontrolleri 306 käsittää ryhmäkytkentäkentän 320 ja ohjausyksikön 322. Ryhmäkytkentäkenttää 320 käytetään puheen ja datan kyt- 6 105961 keritään sekä yhdistämään signalointipiirejä. Tukiaseman 304 ja radioverkko-kontrollerin 306 muodostamaan radioverkkoalijärjestelmään 332 kuuluu lisäksi transkooderi 324. Transkooderi 324 sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä matkapuhelinkeskusta 328, koska puhe voidaan tällöin siirtokapasiteettia 5 säästäen siirtää solukkoradioverkon muodossa transkooderin 324 ja radioverk-kokontrollerin 306 välillä.

Transkooderi 324 muuntaa yleisen puhelinverkon ja radiopuhelin-verkon välillä käytettävät erilaiset puheen digitaaliset koodausmuodot toisilleen sopiviksi, esimerkiksi kiinteän verkon muodosta solukkoradioverkon johonkin 10 muuhun muotoon ja päinvastoin. Ohjausyksikkö 322 suorittaa puhelunohjausta, liikkuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

Ydinverkko CN muodostuu radioliittymäverkon ulkopuolisesta matkapuhelinjärjestelmään kuuluvasta infrastruktuurista. Kuviossa 3 kuvataan ydinverkon CN laitteista matkapuhelinkeskus 328 ja porttimatkapuhelinkeskus 15 330, joka hoitaa matkapuhelinjärjestelmän yhteydet ulkopuoliseen maailmaan, tässä yleiseen puhelinverkkoon 336. Ydinverkon CN ja radioliittymäverkon välinen rajapinta 340 on siis nimeltään lu.

Tarkastellaan seuraavaksi esimerkkiä keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävästä kehysrakenteesta kuviota 4 apuna käyttäen. Kuviossa 20 4 on ylimpänä esitetty ns superkehys, joka muodostuu seitsemästäkymmenes- täkolmesta kehyksestä 400 - 406, jotka numeroidaan juoksevasti yhdestä seit-semäänkymmeneenkahteen. Superkehyksen pituus tässä esimerkkijärjestelmässä on 720 millisekuntia. Mainittakoon tässä yhteydessä, että kaikki numeeriset arvot, joita esimerkkien yhteydessä käytetään, ovat vain esimerkkejä 25 eräistä mahdollisista arvoista, eivätkä ole keksinnön kannalta oleellisia. Kunkin kehyksen pituus on 10 millisekuntia. Kukin kehys, esimerkiksi kehys 404, jaetaan kuuteentoista väliin 410 - 416. Yhden välin 414 pituus on 0.625 millisekuntia. Yksi väli vastaa tyypillisesti yhtä tehonsäätöperiodia, jonka aikana tehoa säädetään esimerkiksi yksi desibeli ylös- tai alaspäin.

30 Dedikoidut fyysiset kanavat voidaan jakaa kahteen eri osaan: dedi- . . koidut fyysiset datakanavat (dedicated physical data channel, DPDCH) 418 ja dedikoidut fyysiset kontrollikanavat (dedicated physical control channel, DPCCH) 420. Dedikoituja fyysisiä datakanavia 418 käytetään kuljettamaan dataa 422, joka on generoitu OSI:n (Open Systems Interconnection) kakkosker-35 roksessa ja sen yläpuolella, eli lähinnä dedikoituja liikennekanavia. Dedikoidut fyysiset kontrollikanavat 420 kuljettavat OSI:n ykköskerroksessa generoitua 7 105961 kontrolli-informaatiota. Kontrolli-informaatio käsittää: kanavaestimoinnissa apuna käytettävät pilottibitit (pilot bits) 424, lähetystehon säätökomennot (transmit power-control commands, TPC) 426, ja kontrollibitit (transport format indicator, TFI) 428. Kontrollibitit 428 kertovat vastaanottimelle sen hetkisen käytössä 5 olevan siirtonopeuden kullekin nousevan siirtotien dedikoidulle fyysiselle data-kanavalle.

Laskevalla siirtotiellä 432 dedikoidut fyysiset datakanavat 418 ja de-dikoidut fyysiset kontrollikanavat 420 aikamultipleksataan samaan väliin 414. Nousevalla siirtotiellä 430 sitävastoin kyseiset kanavat lähetetään rinnakkai-10 sesti siten, että ne ovat IQ-koodimultipleksattu (i=in-phase, Q=quadrature) kuhunkin kehykseen 404 ja moduloidaan käyttäen kaksoiskanava QPSK-modu-laatiota (dual-channel quadrature phase-shift keying modulation).

Keksinnön mukaisessa järjestelmässä kehys käsittää siis kontrollibit-tejä TFI (transport format indicator, TFI) 428, jotka ilmaisevat kehyksessä käy-15 tetyn siirtonopeuden ja koodaussyvyyden. Kontrollibitit koodataan edullisesti biortogonaalisen koodin avulla eli bitit kuvataan Walsh-funktioiden avulla. Oletetaan, että Rl-bittejä on N^, kappaletta. Tällöin niiden avulla voidaan ilmaista 2Nm eri siirtonopeutta. Oletetaan esimerkiksi että Νγρ, = 6. Tällöin käytetään (32,6) biortogonaalista koodausta, eli käytetään 32 bittisiä Walsh-funktioita ja 20 niiden binäärisiä komplementteja, jolloin saadaan 64 koodisanaa. Tällöin siis TFI - kenttä vie kehyksessä 32 bittiä, ja tällä voidaan ilmaista 64 erilaista siirtonopeutta. Koodausta havainnollistaa kuvio 5. Biteille 500 suoritetaan biortogo-naalinen (32,6) koodaus 502, jonka jälkeen koodatut 32 bittiä 504 kuvataan fyysiseen kanavaan. Yllä kuvattu on ainoastaan eräs esimerkki TFI-bittien 25 mahdollisesta koodauksesta.

Oletetaan nyt, että vastaanotetaan signaalia, jonka tiedetään käsittävän komponentin, joka on koodattu käyttäen koodaussyvyyttä n * 10 ms. Keksinnössä käytetään hyväksi tietoa, että sanotun komponentin koodaussyvyyden täytyy pysyä samana yhden koodausblokin ajan. Koodausblokilla tarkoite-30 taan tässä siis aikaa n * 10 ms. Muodostetaan kaikista mahdollisista kontrolli-bittikombinaatioista joukko mj. Määritetään kaikista niistä mahdollisista kontrol-libittikombinaatioista, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussy-* vyyden n * 10 ms omaavan tiedon, joukko Pj. Joukko p, on siis joukon mi osa joukko. Oletetaan siis, että on tilanne, jossa vastaanotetaan yllämainitun kal-35 täistä komponenttia ja jotain muuta, esimerkiksi lyhyemmän koodaussyvyyden omaavaa komponenttia, kuten puhetta, jonka koodaussyvyys edullisesti on yksi kehys eli 10 ms. Kun dekoodataan kontrollibittejä tiedetään, että kontrollibit- 105961 s tikombinaatioiden tulee kuulua joukkoon p, ainakin yhden koodausblokin ajan. Jos nyt havaitaan, on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, joissa kehyksissä on tunnistettu kontrollibittikombi-naatio, joka kuuluu joukkoon p„ ja edelleen on havaittu x kehystä, joiden kont-5 rollibittikombinaatio ei kuulu joukkoon Pi, niin tästä voidaan päätellä, että kyseisten kehysten TFI:t ovat virheellisiä. Edullisesti x on pienempi kuin n/2, eli jos vastaanotetaan n kehystä, joissa on tietty TFI-informaatio yli puolessa kehyksistä eli n-x kehyksissä, niin tehdään päätös, että kyseinen tieto on oikea ja lopuissa kehyksissä olevat TFI-tiedot ovat vääriä.

10 Havaittujen virheellisten kehysten data nollataan lomituksen purun- yhteydessä. Syy datan nollaukseen on se, että viterbidekooderi ja turbodekoo-deri ovat vähemmän herkkiä nollille kuin satunnaisesti virheellisille biteille. Mikäli n on riittävän suuri, esimerkiksi kahdeksan, ja virheellisiä kehyksiä on vain yksi, dekooderi saattaa pystyä korjaamaan virheellisen kehyksen oikein vas-15 taanotettujen n-1 kehyksen avulla, koska lomittelun purku sekoittaa peräkkäiset nollatut bitit hajalleen n:n kehyksen sisällä.

Kuviossa 6 kuvataan erään keksinnön mukaisen lähetin - vastaanotin parin toimintaa ja rakennetta. Kuvio 6 kuvaa laskevan siirtosuunnan tapausta, jolloin radiolähetin sijaitsee B-solmussa B ja radiovastaanotin tilaaja-20 päätelaitteessa UE.

Lohkossa 600 kuvataan radiolähettimen oleelliset toiminnot. Erilaisia fyysiseen kanavaan sijoitettavia palveluita ovat esimerkiksi puhe, data, liikkuva tai pysäytetty videokuva, ja järjestelmän ohjauskanavat, joita käsitellään radiolähettimen ohjausosassa 602. Kuviossa kuvataan ohjauskanavan ja kah-: 25 den eri palvelun datan 604 ja 606 käsittely. Eri palvelut edellyttävät erilaisia lähdekoodausvälineitä, esimerkiksi puhe edellyttää puhekoodekkia. Lähdekoo-dausvälineitä ei ole selvyyden vuoksi kuitenkaan kuvattu kuviossa 6.

Eri kanaville suoritetaan sitten erilaista kanavakoodausta lohkoissa 608 - 612. Kanavakoodausta ovat esimerkiksi erilaiset lohkokoodit (block co-30 des), joista eräs esimerkki on syklinen redundanttisuuden tarkistus (cyclic redundancy check, CRC). Lisäksi käytetään tyypillisesti konvoluutiokoodausta ja sen erilaisia muunnelmia, esimerkiksi punkturoitua konvoluutiokoodausta tai turbokoodausta.

Jollekin palveludatalle voidaan seuraavaksi suorittaa ensimmäinen 35 lomittelu ensimmäisessä ja toisessa lomittelijassa 614 ja 615. Lomittamisen tarkoitus on helpottaa virheenkorjausta. Tämän ansiosta hetkellinen häipymä 9 105961 radiotiellä ei välttämättä vielä tee siirrettyä informaatiota tunnistuskelvottomaksi. Palvelut multipleksataan yhteen ensimmäisessä multiplekserissä 618. Tämän jälkeen voidaan suorittaa toinen lomittelu toisessa lomittelijassa 620. Lomitettu data ja ohjauskanava multipleksataan yhteen toisessa multiplekserissä 5 622.

Sitten multipleksatut bitit levitetään hajotuskoodilla, sekoitetaan se-koituskoodilla, ja moduloidaan modulaattorissa 624 ja viedään radiotaajuus-osille 626, jotka voivat käsittää erilaisia tehonvahvistimia ja kaistanleveyttä rajoittavia suodattimia. Analoginen radiosignaali lähetään sitten antennin 628 10 kautta radiotielle Uu.

Kuvion 6 lohkossa 630 kuvataan radiovastaanottimen oleelliset toiminnot. Radiovastaanotin on CDMA-järjestelmässä tyypillisesti, joskaan ei välttämättä, RAKE-vastaanotin. Radiotieltä Uu vastaanotetaan analoginen radiotaajuinen signaali antennilla 632. Signaali viedään radiotaajuusosiin 634, 15 jotka käsittävät suodattimen, joka estää halutun taajuuskaistan ulkopuoliset taajuudet. Sen jälkeen signaali muunnetaan demodulaattorissa 636 välitaajuu-delle tai suoraan kantataajuudelle, jossa muodossa oleva signaali näytteiste-tään ja kvantisoidaan.

Koska kyseessä on monitie-edennyt signaali, eri teitä pitkin eden-20 neet signaalikomponentit pyritään yhdistämään lohkossa 638, joka käsittää tunnetun tekniikan mukaisesti useita RAKE-haaroja. RAKE-haarojen eri viiveillä vastaanottamia signaalikomponentteja etsitään korreloimalla vastaanotettua signaalia käytettyjen hajotuskoodien kanssa, joita on viivästetty ennalta määrätyillä viiveillä. Kun signaalikomponenttien viiveet on löydetty, samaan signaa-25 liin kuuluvat signaalikomponentit yhdistetään. Samalla signaalikomponenttien hajotuskoodaus puretaan kertomalla signaali fyysisen kanavan omalla hajotus-koodilla.

Näin saatu kapeakaistainen signaali viedään ensimmäiselle demul-tiplekserille 640, jossa ohjaus- ja datakanavat DPCCH ja DPDCH erotetaan 30 toisistaan. Ohjaussignaali viedään toiselle demultiplekserille 642, jossa erotetaan pilottisignaali, tehonsäätöbitit TPC ja kontrollibitit TFI toisistaan. TFI-bitit viedään edelleen ensimmäiselle dekooderille 644, joka dekoodaa kontrollibitit " TFI. Pilottisignaali ja tehonsäätöbitit TPC 660 viedään edelleen vastaanotti men muihin osiin.

35 Käytetään tässä esimerkissä samoja numeerisia arvoja kuin edellä.

Oletetaan, että vastaanotetaan signaalia, jonka tiedetään käsittävän kompo- 10 105961 nentin, joka on koodattu käyttäen koodaussyvyyttä n * 10 ms. Keksinnön mukaisessa vastaanottaessa ensimmäinen dekooderi 644 on sovitettu havaitsemaan, että on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, ja tunnistamaan kehyksistä kontrollibitit, jotka ilmaisevat ke-5 hyksessä olevan tunnetun koodaussyvyyden n * 10 ms omaavan tiedon. Dekooderi on edelleen sovitettu havaitsemaan, että on vastaanotettu x kehystä, jossa kontrollibitit eivät ilmaise tunnetun koodaussyvyyden n * 10 ms tiedon olemista signaalissa, ja päättelemään, että kyseiset x-kehystä on vastaanotettu virheellisinä.

10 Ensimmäiseltä demultiplekseriltä 640 datasignaali viedään ensim mäiselle lomituksen purkajalle 646, jossa suoritetaan ensimmäinen lomituksen purku, vastaten lähettimen lomittelijassa 620 suoritettua lomittelua. Seuraa-vaksi signaali viedään kolmannelle demultiplekserille 648, jossa eri palvelut erotetaan toisistaan. Kolmannelle demultiplekserille 648 tulee ensimmäiseltä 15 dekooderilta 644 tieto kontrollibiteistä TFI. Tämän tiedon perusteella demulti-plekseri 648 kykenee erottamaan eri palvelut toisistaan. Palveluiden datasig-naalit viedään toiselle ja kolmannelle lomituksen purkajalle 652 ja 654, ja siitä edelleen toiselle ja kolmannelle dekooderille 656 ja 658, joissa puretaan lähetyksessä käytetty kanavakoodaus, esimerkiksi lohkokoodaus ja konvoluutio-20 koodaus. Konvoluutiokoodaus puretaan edullisesti Viterbi-dekooderilla.

Mikäli ensimmäinen dekooderi on havainnut virheen kontrollibiteis-sä, voidaan virheellisten kehysten data nollata siinä lomituksen purkajassa, joka purkaa kyseisen palvelun signaalia eli toisessa tai kolmannessa lomituksen purkajassa 652, 654.

25 Keksinnön mukaiset piirteet vastaanottimessa voidaan toteuttaa edullisesti ohjelmallisesti sopivina ohjelma-askelina signaali- tai yleisprosesso-rissa tai sopivia erillisiä komponentteja käyttäen. Vastaanottimen muut osat voidaan toteuttaa alan ammattimiehelle tunnetuilla menetelmillä.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten . 30 mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan si tä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (11)

105961

1. Vastaanottomenetelmä tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa siirrettävä signaali voi käsittää tietoa joka lähetetään useaa eri siirtomuotoa käyttäen kehysmuotoisena, joissa kehyksissä (410-416) siirretään myös tieto käytetystä 5 siirtomuodosta kontrollibittien (428) avulla, ja jossa lähetettävälle tiedolle suoritetaan koodaus siirrettävän tiedon ominaisuuksista riippuvalla koodaussyvyy-dellä, joista koodaussyvyyksistä ainakin osa on annetun peruskoodaussyvyy-den TK monikertoja, tunnettu siitä, että vastaanotettaessa signaalia, jonka tiedetään käsittävän tietoa, joka on koodattu käyttäen koodaussyvyyttä n * TK , 10 jos havaitaan, että on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, joissa kehyksissä on tunnistettu kontrollibitit, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussyvyyden n * TK omaavan tiedon, ja x kehystä, jossa kontrollibitit eivät ilmaise tunnetun koodaussyvyyden n * TK tiedon olemista signaalissa, päätellään, että kyseiset x-kehystä on vas-15 taanotettu virheellisinä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään kaikista mahdollisista kontrollibittikombinaatioista joukko mi, ja kaikista niistä mahdollisista kontrollibittikombinaatioista, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussyvyyden n * TK omaavan tiedon, joukko pj, 20 joille Pj e mj, ja signaalin vastaanotossa havaittaessa, että on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, joissa kehyksissä on tunnistettu kontrollibittikombinaatio, joka kuuluu joukkoon pjt ja edelleen on havaittu x kehystä, joiden kontrollibittikombinaatio ei kuulu joukkoon pj, : niin päätellään, että kyseiset kehykset ovat virheellisiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että havaitut virheelliset x kehystä nollataan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virheelliset kehykset nollataan ennen lomituksen purkua.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, » • ’ 30 että vastaanotetulle signaalille suoritetaan viterbidekoodaus lomituksen purun jälkeen.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n/2.

7. Vastaanotin tiedonsiirtojärjestelmässä, jossa siirrettävä signaali 35 voi käsittää tietoa joka lähetetään useaa eri siirtomuotoa käyttäen kehysmuotoisena, joissa kehyksissä (410 - 416) siirretään myös tieto käytetystä siirto- 12 105961 muodosta kontrollibittien (428) avulla, ja jossa lähetettävälle tiedolle suoritetaan koodaus siirrettävän tiedon ominaisuuksista riippuvalla koodaussyvyydel-lä, joista koodaussyvyyksistä ainakin, osa on annetun peruskoodaussyvyyden TK monikertoja, tunnettu siitä, että vastaanotettaessa signaalia, jonka tie-5 detään käsittävän tietoa, joka on koodattu käyttäen koodaussyvyyttä n 1 TK , vastaanotin käsittää välineet (644) havaita, että on vastaanotettu n - x kehystä, jossa positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n, ja välineet (644) tunnistaa kehyksistä kontrollibitit, jotka ilmaisevat kehyksessä olevan tunnetun koodaussyvyyden n 1 TK omaavan tiedon, ja välineet (644) havaita, että on 10 vastaanotettu x kehystä, jossa kontrollibitit eivät ilmaise tunnetun koodaussyvyyden n 1 TK tiedon olemista signaalissa, ja välineet (644) päätellä, että kyseiset x-kehystä on vastaanotettu virheellisinä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet (652, 654) nollata havaitut virheelliset x ke- 15 hystä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää lomituksen purkuvälineet (652, 654), jotka nollaavat virheelliset kehykset.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen vastaanotin, tunnettu sii-20 tä, että vastaanotin käsittää välineet (656, 658) suorittaa vastaanotetulle signaalille viterbidekoodaus lomituksen purun jälkeen.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 7-10 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että positiivinen kokonaisluku x on pienempi kuin n/2. 25 13 105961