передача пакетных данных в системе мобильной связи

Формула изобретения

1. Способ формирования множества субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ) и последовательной передачи символов с субкодами за интервалы времени, заключающийся в том, что определяют минимальную скорость передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за указанный интервал времени, отсекают часть модулированных символов субкода таким образом, чтобы в случае, если число модулированных символов субкода превышает число модулированных символов, которые можно передать за указанный интервал времени, число модулированных символов субкода сравнялось с числом модулированных символов, которые можно передать за указанный интервал времени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отсечение символов выполняют для второй половины модулированных символов субкода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что модулированными символами субкода являются перемеженные по каналам символы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отсечение символов в течение первого интервала времени выполняют для символов первого субкода таким образом, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказалась равна числу доступных для передачи модулированных символов.

5. Способ передачи пакетных данных, заключающийся в том, что формируют множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ), определяют минимальную скорость передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени, перемежают символы субкода, сформированного на минимальной кодовой скорости, по каналам, модулируют перемеженные по каналам символы согласно заданному способу модуляции и отсекают часть модулированных символов субкода таким образом, чтобы в случае, если число модулированных символов субкода превышает число модулированных символов, которые можно передать за указанный интервал времени, число модулированных символов субкода сравнялось с числом модулированных символов, которые можно передать за указанный интервал времени.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что отсечение символов выполняют для второй половины модулированных символов субкода.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что отсечение символов в течение первого интервала времени выполняют для символов первого субкода таким образом, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказалась равна числу доступных для передачи модулированных символов.

8. Способ передачи пакетных данных, заключающийся в том, что формируют множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ), определяют минимальную скорость передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени, перемежают символы субкода, сформированного на минимальной кодовой скорости, по каналам, отсекают часть перемеженных по каналам символов субкода таким образом, чтобы в случае, если число перемеженных по каналам символов превышает число доступных для передачи модулированных символов, число перемеженных по каналам символов сравнялось с числом доступных для передачи модулированных символов, модулируют оставшиеся перемеженные по каналам символы согласно заданному способу модуляции.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что отсечение символов выполняют для второй половины перемеженных по каналам символов субкода.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что отсечение символов в течение первого интервала времени выполняют над перемеженными по каналам символами первого субкода, сформированного с минимальной кодовой скоростью, таким образом, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода оказалась равна числу доступных для передачи модулированных символов.

11. Устройство для передачи пакетных данных, содержащее формирователь субкодов, предназначенный для формирования множества субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ), контроллер, предназначенный для определения минимальной скорости передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени, блок отсечения символов, предназначенный для отсечения части модулированных символов субкода таким образом, чтобы в случае, если число модулированных символов субкода превышает число модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени, число модулированных символов субкода сравнялось с числом модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть второй половины модулированных символов субкода.

13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть символов первого субкода таким образом, чтобы в случае, если число модулированных символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказалась равна числу модулированных символов, которые можно передать за первый интервал времени.

14. Устройство для передачи пакетных данных, содержащее формирователь субкодов, предназначенный для формирования множества субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ) и для последовательной передачи субкодов на протяжении интервалов времени, контроллер, предназначенный для определения минимальной скорости передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за интервал времени, блок перемежения символов по каналам, предназначенный для перемежения по каналам символов субкода, сформированного на минимальной кодовой скорости, модулятор, предназначенный для модулирования перемеженных по каналам символов согласно заданному способу модуляции, и блок отсечения символов, предназначенный для отсечения части модулированных символов субкода таким образом, чтобы в случае, если число модулированных символов субкода превышает число модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени, число модулированных символов субкода сравнялось с числом модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть второй половины модулированных символов субкода.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть символов первого субкода таким образом, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказалась равна числу модулированных символов, которые можно передать за первый интервал времени.

17. Устройство для передачи пакетных данных, содержащее формирователь субкодов, предназначенный для формирования множества субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями для ввода потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ) и для последовательной передачи субкодов на протяжении интервалов времени, контроллер, предназначенный для определения минимальной скорости передачи данных, при которой число символов соответствующих субкодов, сформированных в соответствующие интервалы времени и определенных с помощью способа модуляции, больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за интервал времени, блок перемежения символов по каналам, предназначенный для перемежения по каналам символов субкода, сформированного на минимальной кодовой скорости, блок отсечения символов, предназначенный для отсечения части перемеженных по каналам символов таким образом, чтобы в случае, если число перемеженных по каналам символов превышает число доступных для передачи модулированных символов, число перемеженных по каналам символов субкода сравнялось с числом доступных для передачи модулированных символов, и модулятор, предназначенный для модулирования оставшихся перемеженных по каналам символов согласно заданному способу модуляции.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть второй половины перемеженных по каналам символов.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что блок отсечения символов отсекает часть перемеженных по каналам символов первого субкода, сформированного с минимальной кодовой скоростью таким образом, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода превышает число доступных для передачи модулированных символов, сумма числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода оказалась равна числу модулированных символов, которые можно передать за первый интервал времени.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к передаче данных в системе мобильной связи и, в частности, к устройству и способу передачи пакетных данных.

Уровень техники

Для прямой передачи пакетных данных в системе мобильной связи базовая станция назначает мобильной станции прямой выделенный канал. К системам мобильной связи относятся системы спутниковой связи, цифровая сеть связи с комплексными услугами (ЦСКУ), цифровые системы сотовой связи, системы широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР), универсальная система мобильных телекоммуникаций (УСМТ) и IMT-2000. При получении пакетных данных по прямому каналу мобильная станция определяет, был ли прием успешным, и в случае успешного приема данная мобильная станция пересылает пакетные данные на вышестоящий уровень. С другой стороны, при обнаружении ошибок в полученных пакетных данных мобильная станция запрашивает повторную их передачу посредством схемы гибридного автоматического запроса на повторение (ГАЗП). ГАЗП представляет собой схему повторной передачи, в которой для запроса на повторную передачу пакета данных с ошибкой используется как прямая коррекция ошибок (ПКО), так и автоматический запрос на повторение (АЗП). С помощью ГАЗП достигается повышение пропускной способности при передаче и улучшается эффективность системы посредством кодирования каналов, предназначенного для исправления ошибок. К основным способам кодирования каналов относятся сверточное кодирование и турбокодирование.

Для повышения пропускной способности система ГАЗП задействует мягкое объединение. Имеются два типа мягкого объединения: объединение по пакетам с разнесением и объединение по кодам пакетов. Данные типы мягкого объединения также называются мягким объединением пакетов. Несмотря на то, что для объединения по пакетам с разнесением характерны более низкие рабочие характеристики по сравнению с объединением по кодам пакетов, в силу простоты реализации объединение по пакетам с разнесением широко используется в случае, когда потери эффективности невелики.

В системе с пакетной передачей объединение по кодам пакетов используется для повышения пропускной способности при передаче. Передатчик передает код со скоростью передачи данных, различной для каждой передачи пакета. В случае, когда в принятом пакете обнаруживается ошибка, приемник запрашивает повторную передачу и выполняет мягкое объединение изначально переданного пакета и повторно переданного пакета. Для повторно переданного пакета может использоваться код, отличный от кода, использованного для предыдущего пакета. Объединение по кодам пакетов представляет собой выполняемый перед декодированием процесс объединения N принятых пакетов, кодированных с кодовой скоростью R, в код с эффективной кодовой скоростью R/N. В результате достигается выигрыш при кодировании.

Что касается объединения по вариантам пакета, то в этом случае передатчик передает код с одной и той же кодовой скоростью R для каждой передачи пакета. В случае, когда в принятом пакете обнаруживается ошибка, приемник запрашивает повторную передачу и выполняет мягкое объединение изначально переданного пакета и повторно переданного пакета. При этом коды повторно переданного пакета и предыдущего пакета идентичны. В этом смысле объединение по пакетам с разнесением можно рассматривать как усреднение по символам в произвольном канале. С помощью схемы объединения по пакетам с разнесением достигается снижение мощности шумов посредством усреднения выходных данных мягкого объединения, применяемого к входным символам, и достигается усиление как при разнесенном приеме по каналу многолучевого распространения, так как один и тот же код повторно передается по каналу с замираниями. Однако объединение по пакетам с разнесением не обеспечивает такого же дополнительного выигрыша при кодировании, что достигается в соответствии со структурой кодов в схеме объединения по кодам пакетов.

В силу простоты реализации в большинстве пакетных систем связи используется схема объединения по пакетам с разнесением, применение которой в контексте синхронной системы IS-2000 (особенно для передачи пакетных данных) и асинхронной системы УСМТ является предметом изучения. Причиной этого является нижеследующий факт. В существующих пакетных системах связи используются сверточные коды, и даже объединение по кодам пакетов не обеспечивает значительного усиления в случае, когда используются сверточные коды с низкой скоростью передачи данных. Если в системе с R=1/3 поддерживается повторная передача, то нет большой разницы в эффективности между объединением по кодам пакетов и объединением по пакетам с разнесением. Таким образом, объединение по пакетам с разнесением выбирается из соображений простоты реализации. Однако при использовании турбокодов в качестве кодов ПКО требуется другой механизм объединения пакетов в силу того, что турбокоды разработаны как коды с коррекцией ошибок с функциональными характеристиками, очень близкими к "пределу Шеннона пропускной способности канала". При этом очевидно, что в отличие от сверточных кодов эффективность данных кодов зависит от кодовой скорости. Таким образом можно сделать вывод, что с целью достижения оптимальных рабочих характеристик объединение по кодам пакетов является предпочтительным для пакетной системы связи, у которой в схеме повторной передачи используются турбокоды.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа пакетной передачи данных в системе мобильной связи.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа формирования субкодов с использованием турбокодов и передачи этих субкодов при передаче пакетных данных в системе мобильной связи.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа передачи пакетных данных, отличающихся тем, что в системе мобильной связи число модулированных символов, соответствующих субкодам, сформированным с использованием турбокодов, устанавливается равным числу доступных для передачи модулированных символов.

Вышеизложенные и иные задачи настоящего изобретения решаются посредством создания устройства и способа пакетной передачи данных в системе мобильной связи.

В соответствии с первым положением настоящего изобретения генератор субкодов формирует для входного потока информационных битов пакета физического уровня (ПФУ) множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями. Контроллер определяет минимальную скорость передачи данных, при которой число модулированных символов субкода, сформированного согласно заданному способу модуляции, оказывается большим или равным числу модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени. В случае, если число модулированных символов данного субкода оказывается большим числа модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени, устройство отсечения символов отсекает часть модулированных символов субкода, чтобы сделать число модулированных символов данного субкода равным числу модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени.

Предпочтительно, чтобы устройство отсечения символов отсекало часть второй половины модулированных символов субкода.

Предпочтительно, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказывается больше числа доступных для передачи модулированных символов, устройство отсечения символов отсекало часть символов первого субкода, чтобы сделать сумму числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода равной числу модулированных символов, которые можно передать за первый интервал времени.

В соответствии с другим положением настоящего изобретения генератор субкодов формирует для входного потока информационных битов ПФУ множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями и последовательно передает субкоды за интервалы времени. Контроллер определяет минимальную скорость передачи данных, при которой число модулированных символов субкода, сформированного согласно заданному способу модуляции, оказывается большим или равным числу модулированных символов, которые можно передать за интервал времени. Блок перемежения по каналам перемежает по каналам символы субкода, сформированного при минимальной кодовой скорости. Модулятор модулирует перемеженные по каналам символы согласно заданному способу модуляции. В случае, если число модулированных символов данного субкода оказывается больше числа модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени, устройство отсечения символов отсекает часть модулированных символов субкода, чтобы сделать число модулированных символов рассматриваемого субкода равным числу модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени.

Предпочтительно, чтобы устройство отсечения символов отсекало часть второй половины модулированных символов субкода.

Предпочтительно, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода оказывается больше числа доступных для передачи модулированных символов, устройство отсечения символов отсекало часть символов первого субкода, чтобы сделать сумму числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода равной числу модулированных символов, которые можно передать за первый интервал времени.

В соответствии с еще одним положением настоящего изобретения генератор субкодов формирует для входного потока информационных битов ПФУ множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями и последовательно передает субкоды за интервалы времени. Контроллер определяет минимальную скорость передачи данных, при которой число модулированных символов субкода, сформированного согласно заданному способу модуляции, оказывается большим или равным числу модулированных символов, которые можно передать за интервал времени. Блок перемежения символов по каналам перемежает по каналам символы субкода, сформированного при минимальной кодовой скорости. В случае, если число перемеженных по каналам символов оказывается больше числа доступных для передачи модулированных символов, устройство отсечения символов отсекает часть перемеженных по каналам символов, чтобы сделать число перемеженных по каналам символов равным числу доступных для передачи модулированных символов. Модулятор модулирует оставшиеся перемеженные по каналам символы согласно заданному способу модуляции.

Предпочтительно, чтобы устройство отсечения символов отсекало часть второй половины перемеженных по каналам символов.

Предпочтительно, чтобы в случае, если сумма числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода оказывается больше числа доступных для передачи модулированных символов, устройство отсечения символов отсекало часть символов первого из субкодов, сформированного при минимальной кодовой скорости, чтобы сделать сумму числа символов заголовка и числа перемеженных по каналам символов первого субкода равной числу модулированных символов, которые можно передать за данный интервал времени.

Перечень чертежей

Вышеупомянутые и иные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения становятся более очевидны при подробном описании, приведенном ниже совместно с сопровождающими его чертежами, на которых:

на фиг.1 приведен график, показывающий разницу в эффективности между объединением по кодам пакетов и объединением по пакетам с разнесением в системе с пакетной передачей данных, в которой используются турбокоды;

на фиг.2 приведена блок-схема соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения устройства, формирующего субкоды;

на фиг.3 приведена блок-схема, иллюстрирующая соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения способ формирования первого субкода из набора субкодов квазикомплементарных турбокодов (ККТК);

на фиг.4 приведена блок-схема, иллюстрирующая соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения способ формирования серединных субкодов (т.е. всех за исключением первого и последнего) из набора субкодов ККТК;

на фиг.5 приведена блок-схема, иллюстрирующая соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения способ формирования последнего субкода из набора субкодов ККТК;

на фиг.6 приведена соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.7 приведена соответствующая второму варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.8 приведена соответствующая третьему варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.9 приведена соответствующая четвертому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.10 приведена соответствующая пятому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.11 приведена соответствующая шестому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.12 приведена соответствующая седьмому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.13 приведена соответствующая восьмому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.14 приведена соответствующая девятому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в единичном формате;

на фиг.15 приведена соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.16 приведена соответствующая второму варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.17 приведена соответствующая третьему варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.18 приведена соответствующая четвертому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.19 приведена соответствующая пятому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.20 приведена соответствующая шестому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.21 приведена соответствующая седьмому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.22 приведена соответствующая восьмому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.23 приведена соответствующая девятому варианту осуществления настоящего изобретения структура передаваемого пакета в двойном формате;

на фиг.24 приведена блок-схема, иллюстрирующая соответствующее варианту осуществления настоящего изобретения устройство пакетной передачи данных;

на фиг.25 приведена блок-схема, иллюстрирующая соответствующее другому варианту осуществления настоящего изобретения устройство пакетной передачи данных.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. В нижеизложенном описании детальное описание широко известных функций или конструкций опущено, так как излишние подробности могут затенить само изобретение.

Ниже будет обоснована необходимость использования объединения по кодам пакетов для турбокодов, применяемых для передачи или повторной передачи пакетных данных в системе мобильной связи (такой как, например, IS-2000 или УСМТ). Приведено описание формирования субкодов из турбокодов и передачи пакетов с использованием этих субкодов в соответствии с настоящим изобретением. А именно в случае, когда число модулированных символов, соответствующих субкодам, превосходит число доступных для передачи модулированных символов, при передаче пакетных данных отсекаются символы в количестве, равном разности двух вышеупомянутых чисел. Субкоды представляют собой коды с кодовой скоростью, меньшей чем у базового кода турбокодов, и к которым следует применять объединение по кодам пакетов. Иными словами, когда для повторной передачи исходный пакет сегментируется на меньшие пакеты для повышения пропускной способности, для повторной передачи каждого из сегментов исходного пакета используется субкод. Кодовая скорость этих субкодов идентична или отличается от кодовой скорости предшествующих субкодов, что будет пояснено в нижеследующем описании.

А. Необходимость объединения по кодам пакетов

1. Объединение по кодам пакетов и объединение по пакетам с разнесением

Как было отмечено при описании предшествующего уровня техники, для сверточных кодов с низкой скоростью передачи данных не наблюдается большой разницы в эффективности между схемами объединения по пакетам с разнесением и объединения по кодам пакетов. В то же время в отличие от сверточных кодов для турбокодов имеет место очевидная разница в эффективности между данными схемами. По сравнению с объединением по пакетам с разнесением объединение по кодам пакетов обеспечивает больший прирост эффективности в случае использования турбокодов. В силу вышеописанной природы турбокодов схемы ГАЗП Типа II/III могут заметно повысить пропускную способность.

На фиг.1 приведен график, показывающий разницу в эффективности между объединением по кодам пакетов и объединением по пакетам с разнесением в случае использования турбокодов. Как следует из фиг.1, при одинаковом значении энергии e_s, приходящейся на символ, для турбокодов с низкой скоростью передачи данных, равной 1/6, характерен больший прирост эффективности, чем для турбокодов с высокой кодовой скоростью, равной 1/3. При этом для турбокодов с низкой скоростью передачи данных получается прирост эффективности, равный 3 дБ, при использовании объединения по кодам пакетов. В результате формирование турбокодов с R=1/3 посредством объединения по кодам пакетов, применяемого к субкодам с R=1/6, обеспечивает прирост эффективности, характерный для турбокодов со скоростью передачи данных меньшей 1/3, и вместе с тем прирост эффективности, получаемый при объединении различных кодов.

Более подробно, в отличие от сверточных кодов при одинаковой энергии Е_S, приходящейся на кодовый символ, и одинаковой заданной кодовой скорости турбокоды обеспечивают эффективность, близкую к "пределу Шеннона пропускной способности канала" в соответствии с кодовыми скоростями только лишь в случае, когда закончено выполнение итерационного декодирования. Хорошо известно, что при одинаковом значении энергии E_S, приходящейся на кодовый символ, турбокод с низкой кодовой скоростью обеспечивает больший прирост эффективности, чем турбокод с высокой кодовой скоростью. Например, когда кодовая скорость уменьшается с R=1/3 до R=1/6, разницу в эффективности можно оценить посредством анализа "предела Шеннона пропускной способности канала". По сравнению с общепринятым анализом эффективности турбокодов, основанным на проверке обусловленного снижением кодовой скорости уменьшения энергии, приходящейся на кодовый символ, в основе предположения о том, что для кривых по фиг.1 энергия _S, приходящаяся на кодовый символ, одинакова независимо от значения кодовой скорости (R=1/3 или R=1/6), лежит тот факт, что для каждой повторной передачи в системе ГАЗП используется одно и тоже значение энергии Е_s, приходящейся на кодовый символ.

Если код с R=1/3 однократно повторяется, а затем для этих двух кодов выполняется объединение по пакетам с разнесением по каналу аддитивного белого гауссовского шума (АБГШ), то реализуется максимальное усиление в 3 дБ в единицах отношения энергии, приходящейся на символ, к уровню шумов (E_S/No). Та же ситуация имеет место и для кода с R=1/6. Таким образом, вследствие усиления при объединении по пакетам с разнесением кривая эффективности для турбокода с R=1/3 параллельно сдвигается влево на +3 дБ. При том же самом значении энергии, приходящейся на символ, кривая эффективности для турбокода с R=1/6 также параллельно сдвигается влево на +3 дБ. В рассматриваемом случае кривые эффективности приведены на примере отношения энергии к уровню шумов (Е_b/No), которое измеряется для сравнения эффективности кодов в зависимости от кодовых скоростей. В результате, разница между кривыми эффективности турбокодов эквивалентна разнице в эффективности между объединением по пакетам с разнесением и объединением по кодам пакетов. Разницу в эффективности в соответствии с кодовыми скоростями можно оценить на основе "предела Шеннона пропускной способности канала", причем минимальную разницу в эффективности можно получить, используя минимальное требуемое отношение уровня сигнала к уровню шумов (ОСШ).

2. Минимальное требуемое отношение Е_b/No для кодовых скоростей

В системе, использующей турбокоды с кодовой скоростью R и очень большой размер L блока данных кодера, минимальное отношение Е_b/No, требуемое для обеспечения канала, свободного от ошибок, выражается следующим образом

Согласно вышеприведенному выражению в таблице 1 приведены значения минимального требуемого отношения Е_b/No в АБГШ для каждой кодовой скорости турбокодов. В таблице 1 типичное отношение Е_b/No обозначает требуемое отношение Е_b/No для обеспечения частоты появления ошибочных битов (ЧПОБ), меньшей 0,00001, в случае, когда для турбокодов размер L блока кодируемых данных равен 1024.

Как следует из таблицы 1, значения требуемого отношения Е_b/No равны 0,86; 0,57; 0,00; -0,414; 0,55; 0,82; 0/975 и -1,084 соответственно, для значений кодовой скорости 3/4; 2/3; 1/2; 3/8; 1/3; 1/4; 1/5 и 1/6. Между системой, использующей код с R=1/3 и системой, использующей код с R=1/6, наблюдается разница в эффективности по меньшей мере в 0,53 дБ. Это минимальная разница в эффективности, основанная на "пределе Шеннона пропускной способности канала". Более того, при рассмотрении реализации реального декодера и системного окружения данная разница увеличивается. В процессе численного моделирования между системой, использующей объединение по кодам пакетов для кодов с R=2/3, и системой, использующей объединение по пакетам с разнесением для кодов с R=2/3, наблюдалась разница в эффективности, приблизительно равная 1,12 дБ.

В таблице 2 приведена разница в эффективности между объединением по кодам пакетов и объединением по пакетам с разнесением после одной повторной передачи в системе с кодовой скоростью субкода, равной 2/3. Как следует из таблицы 2, минимальная разница в эффективности составляет 1,12 дБ, а схема объединения по кодам пакетов обеспечивает более высокий прирост эффективности в системе, использующей турбокоды.

Как было описано выше, для схемы объединения по кодам пакетов характерна высокая эффективность в контексте системы с повторными передачами, использующей турбокоды. Таким образом, в настоящем изобретении представлен способ формирования субкодов, предназначенный для оптимального объединения по кодам пакетов в системе с повторными передачами, использующей турбокоды. Формирование субкодов для объединения по кодам пакетов в соответствии с заданным правилом обеспечивает вышеупомянутый выигрыш при объединении кодов и максимизирует эффективность системы, запрашивающей субкоды одного и того же размера для каждой повторной передачи.

В настоящем изобретении предложен способ формирования субкодов, предназначенный для оптимального объединения по кодам пакетов в системе с повторными передачами, использующей турбокоды, и в системе, которая в зависимости от значения скорости передачи данных выборочно задействует схему объединения по кодам пакетов или схему объединения по пакетам с разнесением. Ниже приведено описание преимуществ и прироста эффективности предложенной системы, а также протокола ГАЗП функционирования системы.

Сначала дается описание системы, которая в зависимости от значения скорости передачи данных выборочно задействует схему объединения по кодам пакетов или схему объединения по пакетам с разнесением.

В системе, использующей, например, турбокоды с R=1/5 применение объединения по кодам пакетов продолжается до тех пор, пока общая кодовая скорость кодов, сформированных посредством мягкого объединения повторно переданных пакетов, достигает 1/5. Для последующих повторно переданных пакетов выполняется объединение по пакетам с разнесением, а затем выполняется объединение по кодам пакетов. Если первый пакет был передан на скорости 1/3, в ответ на запрос на повторную передачу выдаются требуемые избыточные символы, дабы общая кодовая скорость стала равной 1/5. Таким образом, в случае, когда приемник принимает оба пакета, общая кодовая скорость становится равной 1/5. Перед передачей каждый из следующих пакетов дублируется, а приемник выполняет объединение по пакетам с разнесением, а затем выполняется объединение по кодам пакетов для повторно переданных пакетов при скорости передачи данных, равной 1/5.

Б. Формирование субкодов

1. Устройство формирования субкодов

На фиг.2 приведена блок-схема соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения устройства, формирующего субкоды с использованием турбокодов. Как следует из фиг.2, устройство, формирующее субкоды, включает в себя турбокодер, формирователь 204 субкодов и контроллер 205. Турбокодер включает в себя первый составляющий кодер 201, второй составляющий кодер 203 и блок 202 перемежения.

Во-первых, что касается турбокодера, первый компонентный кодер 201 (или первый составляющий кодер) кодирует входной поток информационных битов и выдает первые кодовые символы, то есть символы Х информации и первые символы Y0 и Y1 контроля четности. Блок 202 перемежения перемежает входной поток информационных битов в соответствии с заданным правилом. Второй компонентный кодер (или второй составляющий кодер) 203 кодирует входной поток перемеженных битов и выдает вторые кодовые символы, то есть символы X" информации и вторые символы Y0" и Y1" контроля четности. Таким образом, выходными символами турбокодера являются первые и вторые кодовые символы. В силу того, что символы X" информации, сформированные вторым компонентным кодером 203, на самом деле не передаются, кодовая скорость данного турбокодера составляет 1/5.

Посредством исключения и повторения символов под управлением контроллера 205 формирователь 204 субкодов формирует субкоды из первых и вторых кодовых символов, полученных соответственно от первого и второго компонентных кодеров 201 и 203. В контроллере 205 хранятся матрицы исключения (и повторения) символов, генерируемые с помощью алгоритмов по фиг.3, 4 и 5. Данный контроллер выдает в формирователь 204 субкодов сигналы выбора символов по матрицам исключения символов. Далее, формирователь 204 субкодов выбирает заданное число кодовых символов из заданного диапазона исключения в соответствии с вышеупомянутыми сигналами выбора символов.

Символы, используемые в данном документе, определены следующим образом.

X: систематический кодовый символ или символ информации;

Y0: избыточный символ (символ контроля четности), выдаваемый верхним компонентным кодером турбокодера;

Y1: избыточный символ (символ контроля четности), выдаваемый верхним компонентным кодером турбокодера;

Y"0: избыточный символ (символ контроля четности), выдаваемый нижним компонентным кодером турбокодера;

Y"1: избыточный символ (символ контроля четности), выдаваемый нижним компонентным кодером турбокодера.

2. Формирование субкодов

На фиг.3, 4 и 5 приведены блок-схемы, иллюстрирующие соответствующие варианту осуществления настоящего изобретения процедуры формирования субкодов (или матриц исключения). А именно фиг.3 иллюстрирует процедуру формирования первого субкода С_о из набора субкодов. Фиг.4 иллюстрирует процедуру формирования серединных субкодов с C₁ no C_S-2 из набора субкодов, а фиг.5 иллюстрирует процедуру формирования последнего субкода C_S-1 из набора субкодов.

Ниже обозначение ENC1 (соответствует первым кодовым символам) обозначает символы Х информации и первые символы Y0 и Y1 контроля четности, выдаваемые первым компонентным кодером 201, а обозначение ENC2 (соответствует вторым кодовым символам) обозначает вторые символы Y"0 и Y"1 контроля четности, выдаваемые вторым компонентным кодером 203.

Согласно фиг.3 максимальная скорость передачи данных (R_max), обеспечиваемая передатчиком, задается на этапе 401. Данная величина, как правило, задается в соответствии с используемой в рассматриваемой системе скорости передачи данных. Минимальная скорость R_min передачи данных устанавливается таким образом, чтобы она равнялась частному от деления R_max на целое число (k/n). Хотя R_min может быть определена произвольным образом, она обычно устанавливается равной 1/6 или меньшему значению или 1/7 или меньшему значению в силу того, что предельное значение усиления при кодировании достигается посредством уменьшения кодовых скоростей турбокодов до R=1/7 или меньшего значения. Помимо этого, определяется фактическая скорость передачи данных, то есть базовая кодовая скорость (R) декодера из состава приемника. При этом R задается большим R_min.

В фактической реализации системы R_max и R_min являются заданными параметрами. В этом смысле R_max представляет собой кодовую скорость субкодов, которые должны быть сформированы, а R_min представляет собой целевую кодовую скорость, получаемую после объединения субкодов. В общем случае R_min представляет собой кодовую скорость кодера в передатчике.

На этапе 403 число (S) субкодов вычисляется с помощью нижеследующего выражения с использованием R_max и R_min. Здесь число субкодов или число матриц исключения символов представляет собой минимальное целое число, превосходящее отношение R_max к R_min.

где - это минимальное целое, большее или равное * (здесь * обозначает R_max/R_min).

На этапе 405 начальное значение переменной m устанавливается равным 1, а на этапе 407 определяется параметр C=(mk). С представляет собой число столбцов каждой из матриц исключения символов, определяемое с помощью R_max. Например, для R_max=3/4 С может быть равно 3, 6, 9,... и устанавливается равным минимальному возможному значению для первого субкода, который должен быть передан. Здесь С устанавливается равным 3 для R_max=3/4.

На этапе 409 (N_S-C) сравнивается с числом компонентных кодеров турбокодера из состава передатчика. Обычно современные турбокодеры включают в себя два компонентных кодера. Следовательно, предполагается, что используются два компонентных кодера. На этапе 409 проводится определение, является ли величина (N_S-C) большей или равной 2 в силу того, что в отличие от обычных кодеров, использующих другие одиночные коды, рассматриваемый турбокодер включает в себя два компонентных кодера, соединенных параллельно с блоком перемежения символов, помещенным между ними, как показано на фиг.2. Иными словами, для того, чтобы сохранить характеристики турбокодера неизменными, по окончании передачи всех символов информации нужно передать по меньшей мере один символ контроля четности от каждого компонентного кодера.

Если величина (N_S-C) меньше 2, то выбирается, по меньшей мере, один символ либо из набора первых символов контроля четности, либо из набора вторых символов контроля четности. С точки зрения турбокодов, для каждого из этих вариантов могут возникнуть проблемы. Турбокоды, сформированные без вторых символов контроля четности, являются не турбокодами, а сверточными кодами с К=4, выдаваемыми кодером, включающим в себя только первый компонентный кодер и не обеспечивающим усиления при перемежении, характерного для турбокодера. С другой стороны, результатом передачи первым компонентным кодером только систематических символов без символов контроля четности являются субкоды с кодовой скоростью, равной 1. Это соответствует системе без кодирования и, следовательно, без какого-либо усиления при кодировании. Таким образом, величина (N_S-C) должна быть большей или равной 2 для обеспечения эффективности турбокодера.

Если на этапе 409 величина (N_S-C) оказывается большей или равной 2, то с помощью матрицы исключения символов выбираются С систематических символов, а остальные символы выбираются на этапе 411 в соответствии с заранее заданным типом. Для типа 1 остальные символы выбираются на этапе 413 с помощью выражения (3) из первых и вторых символов контроля мощности. Число выбранных первых символов контроля четности больше или равно числу выбранных вторых символов контроля четности. Например, если число остальных символов (N_S-С) равно 3, то первые и вторые символы контроля четности выбираются посредством выражения (3), а из вторых символов контроля четности выбирается еще один символ

где - это минимальное целое, меньшее или равное *. В рассматриваемом случае * есть (N_S-C)/2.

Для типа 2 остальные символы выбираются на этапе 415 с помощью выражения (4) из первых и вторых символов контроля четности. Если параметры а и b заданы как частоты распределения символов для первых символов контроля четности и вторых символов контроля четности соответственно, то из первых символов контроля четности выбираются символы в количестве, равном минимальному целому, большему или равному отношению (N_S-C) к (а+b), а из вторых символов контроля четности выбираются символы в количестве, равном минимальному целому, меньшему или равному отношению (N_S-C) к (а+b)

где а+b=1, а и b обозначают частоты распределения символов для первых символов контроля четности и вторых символов контроля четности соответственно.

Если условие, задаваемое на этапе 409, не удовлетворяется, т.е. (N_S-C) меньше 2, на этапе 417 значение переменной m увеличивается на 1 и процедура возвращается на этап 407. Назначение этапа 409 - определить, можно ли в пределах заданного диапазона исключения символов (размерность матрицы исключения символов) сформировать субкоды, сохраняя при этом основные свойства турбокодов. Если основные свойства турбокодов сохранить не удается, тогда на этапе 417 происходит увеличение диапазона исключения символов.

Как описывалось ранее, исходная матрица исключения символов строится таким образом, что в турбокодере выбираются все символы информации и, по меньшей мере, один символ выбирается из каждого набора первых и вторых символов контроля четности.

Ниже со ссылкой на фиг.4 описывается способ формирования серединной матрицы исключения символов. Матрицы исключения символов с C₁ no C_S-2 формируются посредством повторения процедуры по фиг.4.

Согласно фиг.4 этап 501 или 503 выполняется в соответствии с заданным типом. Для типа 1 N_S символов выбираются на этапе 501 с помощью выражения (5) из наборов первых и вторых символов контроля четности. N_s равно произведению m и n, задаваемого R_max (=k/n). Число выбранных первых символов контроля четности больше или равно числу выбранных вторых символов контроля четности. В данном случае невыбранные символы выбираются с помощью предыдущих матриц исключения символов.

Для типа 2 N_S символов выбираются на этапе 503 с помощью выражения (6) из первых и вторых символов контроля четности в соответствии с заданными скоростями. Если параметры а и b - это частоты распределения символов для первых символов контроля четности и вторых символов контроля четности соответственно, то из первых символов контроля четности выбираются символы в количестве, равном минимальному целому, большему или равному отношению a (N_S) к (а+b), а из вторых символов контроля четности выбираются символы в количестве, равном минимальному целому, меньшему или равному отношению b(N_S) к (а+b). В данном случае невыбранные символы выбираются с помощью предыдущих матриц исключения символов.

Ниже со ссылкой на фиг.5 описывается способ формирования последней матрицы C_S-1 исключения символов.

Согласно фиг.5 все остающиеся невыбранными символы на этапе 601 выбираются с помощью предыдущих матриц исключения символов. Число выбранных таким образом символов обозначается как N_S2. На этапе 603 параметру N_S задается новое значение, равное (N_S-N_S2). В силу того, что символы во всех позициях выбраны с помощью матриц исключения символов в процессе процедур по фиг.3, 4 и 5, новое значение N_s представляет собой число символов, выбираемых повторно. На этапе 605 проводится определение, является ли новое значение N_S положительным. Если новое значение N_S равно 0, то процедура завершается. Если же новое значение N_S больше нуля, тогда на этапе 607 осуществляется повторный выбор символов в количестве, равном новому значению N_S из символов информации. Иными словами, осуществляется повторная передача выбранных символов.

Ниже приведено пояснение вышеописанного способа формирования субкодов, соответствующего настоящему изобретению, при этом приведенным выше параметрам задаются конкретные числовые значения.

Для R_max=3/4 и R=1/6, R_min=1/6 и S=6/(4/3)=4,55. Таким образом формируются пять матриц исключения символов.

В силу того, что максимальная кодовая скорость субкодов равна 3/4 и число субкодов равно 5, после выполнения объединения кодов кодовая скорость субкодов становится равной 3/20 ((1/S)R_max=(1/5)(3/4)=3/20). Это означает, что на три бита информации приемник получает 20 кодовых символов. Однако в силу того, что 15 символов формируются исходя из Sn=54=20 и Sk=53=15, заданные 5 символов из данных 15 символов передаются повторно. Дублированные символы преимущественно являются символами информации. В приведенном выше примере в случае, если символ Х информации повторяется однократно в каждом субкоде, то декодер получает турбокоды с R=1/5, причем в этих турбокодах символы информации встречаются дважды в каждом из S субкодов.

3. Набор квазикомплементарных кодов

Субкоды, являющиеся результатом выполнения процедур по фиг.3, 4 и 5, представляют собой разновидности комплементарных кодов, хотя данные субкоды и не соответствуют строго этому понятию в силу того, что имеются повторяющиеся символы и каждый субкод обладает отличными от других характеристиками. Поэтому субкоды, формируемые из турбокодов, будут называться квазикомплементарными турбо кодами (ККТК). В системе ГАЗП используется следующая схема повторной передачи с использованием кодов ККТК.

В качестве примера выбрана система ГАЗП, использующая объединение по кодам пакетов. Объединение по кодам пакетов реализуемо в таких современных системах ГАЗП, как ГАЗП типа I, типа II и типа III. В этих системах способ повторной передачи можно реализовать с использованием кодов ККТК. Если блок передачи (БП) определен как блок битов информации и является основным блоком для пакетной передачи, то в гибридной системе для каждой передачи БП выбирается один субкод C_i.

Размеры блока данных при повторной передаче и изначально переданного БП могут быть как одинаковыми, так и разными. Для каждой передачи используется нижеследующий набор ККТК.

Из ККТК C_q с размерностью кодового набора, равной S, можно воссоздать базовый код С или можно сформировать новый код Cq с более низкой кодовой скоростью по сравнению с базовым кодом С посредством объединения (или кодового объединения) субкодов _i (i=0, 1, 2,..., S-1). Базовому коду соответствует минимальная кодовая скорость, обеспечиваемая кодером. Далее, ККТК определяется следующим образом.

Исходный код С, с кодовой скоростью R=R_m или код С с кодовой скоростью

где S - число субкодов с кодовой скоростью, равной R_i, a R_m - кодовая скорость базового кода.

Ниже приведено описание процедуры передачи системой блоков БП одного и того же размера для начальной передачи и каждой повторной передачи с использованием ККТК. Нет необходимости упоминать тот факт, что схема передачи для разных блоков БП также поддерживается настоящим изобретением. В рассматриваемом случае S равно 4, a R равно 1/5.

(Этап 1) Передача выполняется на основе БП и субкод C_i из набора ККТК передается во время начальной передачи и каждой повторной передачи.

(Этап 2) Когда общая кодовая скорость кодов, сформированных посредством мягкого объединения изначально и повторно переданных пакетов, оказывается больше 1/5, каждый субкод C_i из набора ККТК передается при каждом запросе на повторную передачу в следующем порядке: С₀, C₁, C₂,..., C_S-1. Это представляет собой объединение по кодам пакетов.

(Этап 3) Когда общая кодовая скорость кодов, сформированных посредством мягкого объединения изначально и повторно переданных пакетов, оказывается меньше или равной 1/5, каждый субкод C_i из набора ККТК повторно передается при каждом запросе на повторную передачу в следующем порядке: С₀, C₁, C₂,..., C_S-1. Это представляет собой объединение по пакетам с разнесением.

(Этап 4) Размерность набора ККТК может быть произвольной величиной, определяемой с помощью R_max и R_min.

В приведенной ниже таблице 3 перечислены наборы ККТК для скоростей передачи пакетных данных по прямому каналу трафика, которые, как ожидается, будут реализованы в системе IS-2000 1XEVDV. В рассматриваемом случае кодовая скорость базового кода R=1/5, а кодовая скорость субкода R=2/3, 1/3 или 1/6.

Как следует из таблицы 3, для кодовой скорости субкода, равной 1/6 и меньшей, чем кодовая скорость базового кода, равная 1/5, при каждой передаче используется один и тот же код С₀. Для кодовой скорости субкода, равной 1/3 и большей, чем кодовая скорость базового кода, равная 1/5, при каждой передаче используются разные коды С₀ и C₁. В этом случае размерность S кодового набора равна 2. Для кодовой скорости субкода равной 2/3 и большей, чем кодовая скорость базового кода, равная 1/5, при каждой передаче используются разные коды С₀, C₁, C₂ и С₃. В этом случае размерность S кодового набора равна 4. Когда все S кодов оказываются переданными, приемник может восстановить кодовую скорость базового кода и получить максимальный выигрыш при кодировании, обеспечиваемый кодером.

4. Матрица исключения символов для квазикомплементарных кодов

В таблице 4 приведены примеры матрицы исключения символов для каждого значения кодовой скорости субкода.

Как следует из таблицы 4, если в качестве базового кода используется турбокод с кодовой скоростью, равной 1/5, и субкод с кодовой скоростью, равной 2/3, формируется с помощью кодовых символов, вырабатываемых для 4 битов информации, то из 4 битов информации формируются 20 кодовых символов. Субкод с кодовой скоростью 2/3 формируется посредством исключения 14 из 20 символов. В случае применения объединения по пакетам с разнесением для этих субкодов субкод С₀, полученный с помощью приведенных выше матриц исключения символов, передается повторно при каждом запросе на повторную передачу. С другой стороны, при объединении по кодам пакетов отличный от других кодовый символ передается при каждом запросе на повторную передачу. После завершения передачи всех субкодов С₀, C₁, C₂ и С₃ из рассматриваемого набора выполняется объединение по пакетам с разнесением. Для системы ГАЗП Типа III, использующей объединение по кодам пакетов, кодовые символы базового кода декодируются по прошествии четырех повторных передач.

В таблице 4 "1" в матрицах исключения символов означают, что символы в данных позициях выбраны или переданы, а "0" означают, что выполнено исключение символов в данных позициях. "2" обозначает, что символ, находящийся в данной позиции, встречается дважды. Матрицы исключения (и повторения) символов строятся таким образом, чтобы выполнялись следующие условия.

(Условие 1) Символ Х информации повторяется в субкоде из набора ККТК при использовании повторения.

(Условие 2) Если символ Х информации повторяется в субкоде из набора ККТК при использовании повторения, то период повторения устанавливается равным минимальной константе из ККТК, содержащей все субкоды в комбинации.

(Условие 3) Если используется исключение символов, то в субкодах из набора ККТК по возможности исключаются избыточные символы за исключением символа Х информации.

(Условие 4) Если используется исключение символов, то в субкодах из набора ККТК по возможности равномерно исключаются избыточные символы за исключением символа Х информации.

Ниже приводится описание удовлетворяющей данным условиям матрицы исключения и повторения символов с R=1/6.

В таблице 4 для R=1/6 последовательность передаваемых кодовых символов задается следующим образом

С₀: X, X, Y0, Y1, Y"0, Y"1, X, X, Y0, Y1, Y"0, Y"1,...

Так как для одного входного символа информации генерируются шесть кодовых символов, то кодовая скорость субкода равна 1/6. Что касается матриц исключения и повторения символов при R=1/6, то декодирование выполняется после того, как дважды повторяющиеся символы Х подвергаются мягкому объединению, так что фактическая кодовая скорость для декодера равна 1/5. Код со скоростью 1/5, имеющий увеличенную энергию, приходящуюся на символ информации X, обладает улучшенными показателями по сравнению с кодом со скоростью 1/5 и однородным распределением энергии по символам. Иными словами, наиболее подходящий для повторения символ - это информационный символ. Можно отметить, что приведенные в таблице 4 матрицы исключения и повторения символов при R=1/6 устроены таким образом, чтобы увеличивать энергию, приходящуюся на символ информации, посредством однородного повторения символов информации.

Для R=1/3 последовательность символов кода передачи имеет следующий вид:

С₀: X, Y0, Y"0, X, Х0, Y"0, X, Y0, Y"0, X, Y0, Y"0,...

C1: X, Y1, Y"1, X, X1, Y"1, X, Y1, Y"1, X, Y1, Y"1,...

Так как для одного символа входной информации генерируются три кодовых символа, кодовая скорость данного субкода составляет 1/3. Вследствие использования различных матриц исключения символов при каждой передаче передаются различные коды. После мягкого объединения С₀ и C₁ X встречается дважды, а Y0, Y1, Y"0 и Y"1 встречаются по одному разу. В данном случае можно использовать декодер с кодовой скоростью 1/5, а матрицы исключения символов удовлетворяют приведенным выше условиям, что гарантирует эффективность.

В первом варианте для R=2/3, приведенном в таблице 4, последовательность символов кода передачи имеет вид:

С₀: Y0, X, Y"0, Y0, X, Y"0, Y0, X, Y"0, Y0, X, Y"0,...

C₁: X, Y"0, Y0, X, Y"0, Y0, X, Y"0, Y0, X, Y"0, Y0,...

C₂: Y1, X, Y"1, Y1, X, Y"1, Y1, X, Y"1, Y1, X, Y"1,...

С₃: X, Y"1, Y1, X, Y"1, Y1, X, Y"1, Y1, X, Y"1, Y1,...

Так как для двух символов входной информации генерируются три символа кода, кодовая скорость субкода составляет 2/3. Вследствие использования различных матриц исключения символов при каждой передаче передаются различные коды. После мягкого объединения С₀, C₁, С₂ и С₃ Х встречается дважды, а Y0, Y1, Y"0 и Y"1 встречаются по одному разу. В данном случае можно применить декодер с кодовой скоростью 1/5 аналогично декодеру с кодовой скоростью R=1/6, а матрицы исключения символов удовлетворяют приведенным выше условиям, что гарантирует эффективность.

Во втором варианте для R=2/3, приведенном в таблице 4, последовательность символов кода передачи имеет вид:

С₀: X, Y0, X, X, Y"0, X, X, Y0, X, X, Y0, X, X, Y0, X, X, Y"0, X,...

C₁: Y"0, Y0, Y"0, Y0, Y0, Y"1, Y"1, Y0, Y"0, Y0, Y0, Y"0,...

С₂: Y1, Y1, Y"1, Y"1, Y1, Y"1, Y1, Y1, Y"1, Y"1, Y1, Y"1,...

С₃: X, Y"1, X, X, Y"1, X, X, Y"1, X, X, Y"1, X,...

Так как для четырех символов входной информации генерируются шесть символов кода, кодовая скорость субкода составляет 2/3. Вследствие использования различных матриц исключения символов при каждой передаче передаются различные коды. После мягкого объединения С₀, C₁, С₂ и С₃ Х встречается дважды, a Y0, Y1, Y"0 и Y"1 встречаются по одному разу. В данном случае можно применить декодер с кодовой скоростью 1/5 аналогично декодеру с кодовой скоростью R=1/6, а матрицы исключения символов удовлетворяют приведенным выше условиям, что гарантирует эффективность.

С. Протокол передачи

Если для передачи пакетов по каналу трафика в системе связи используется схема ГАЗП Типа III, то протокол передачи каждого пакета применяется для канала как прямого, так и обратного трафика. Поэтому везде, где не возникает необходимость в различении данных каналов, мы будем называть двунаправленные каналы графика в совокупности каналами трафика.

1. Длина пакета передачи и физический канал

Если для передачи пакетов по каналу трафика в системе связи используется схема ГАЗП Типа III, то длина пакета является переменной. Если определить подлежащий передаче пакет как пакет физического уровня (ПФУ), то один ПФУ может состоять из множества субпакетов, называемых блоками передачи (БП), а каждый БП также имеет переменную длину. Таким образом, длина ПФУ оказывается переменной. Нет нужды оговаривать, что в одном ПФУ можно передать один БП. Количество блоков БП определяется в соответствии со скоростью передачи данных в физическом канале. Тем не менее для ясности изложения ниже будут рассматриваться только случаи, в которых один ПФУ имеет длину в 1БП, 2БП, 3БП или 4БП. В качестве примера БП содержит 768 или 1536 битов. Первый вариант называется коротким форматом, а второй - длинным форматом.

Блок передачи для одного ПФУ в физическом канале называется временным слотом (ВС). Таким образом, ПФУ передается по временным слотам. Объем данных во временном слоте меняется от 1 до произвольного значения, зависящего от скорости передачи данных, доступной в физическом канале передачи. Иными словами, число временных слотов определяется скоростью передачи данных для ПФУ. В качестве примера рассмотрим два случая: передачу пакета в коротком формате с количеством временных слотов от 1 до 32 и передачу пакета в длинном формате с количеством временных слотов от 2 до 64. Такого рода классификация эквивалентна разграничению между БП=768 и БП=1536. В предположении, что ПФУ с БП=768 пересылается в максимум 16 временных слотах, формат ПФУ с данной длиной БП определяется как короткий. С другой стороны, формат ПФУ с БП=1536, передаваемого в максимум 32 временных слотах, определяется как длинный. Эти определения базируются на длине пакета и не имеют никакой фундаментальной связи с реализацией протокола ГАЗП Типа III. Тем не менее, эти определения оказывают влияние на связанную с длиной пакета пропускную способность системы.

2. Выбор кода передачи для канала трафика

ПФУ кодируется с помощью квазикомплементарного кода, который выбирается для каждой передачи по каналу трафика. Набор комплементарных кодов с размерностью, равной S, выбирается согласно скорости передачи данных ПФУ в канале графика по таблицам 5 и 6. Для начальной передачи из набора комплементарных кодов выбирается субкод С₀. Каждый раз, когда по обратному каналу, т.е. по обратному каналу уведомления о подтверждении приема (ПП) данных, принимается сообщение уведомления об отсутствии подтверждения приема (ОПП), следующий код выбирается циклически из последовательности C₁, C₂,..., C_S-1, C₀, C₁,.... В таблицах 5 и 6 приведены наборы комплементарных кодов для разных скоростей передачи данных ПФУ в коротком и длинном форматах соответственно.

В таблицах 5-10 /R_D - скорость передачи данных, N_BC - число временных слотов (вс), R_C - кодовая скорость, _пп/опп - период ПП/ОПП, БИ ПП/ОК ПП - биты индикации ПП/обратный канал ПП.

Если по обратному каналу ПП получены три последовательных сообщения ОПП, то в прямом канале трафика субкоды используются в следующем порядке: C₁, С₂ и С₃. Если получены еще два сообщения ОПП, то используются субкоды С₀ и C₁. Если вслед за этим получено сообщение ПП, то передача прекращается и по прямому каналу трафика передается новый ПФУ. Передатчик не сообщает информацию о квазикомплементарном коде, использованном при каждой из повторных передач, однако информация о наборах квазикомплементарных кодов с размером набора S, выбранных в соответствии со скоростью передачи данных, заранее известна как передатчику, так и приемнику.

3. Структура пакета передачи трафика и способ передачи

В системе, которая может осуществлять передачу пакета как в одном, так и в нескольких временных слотах, сгенерированные для одного ПФУ кодовые символы можно согласно различным схемам передачи передавать как в одном, так и в нескольких временных слотах.

(Необходимое условие 1)

Выбор длины пакета и структуры пакета таким образом, чтобы один кадр передачи по физическому каналу включал один кодовый символ, минимизирует сложность реализации приемника и упрощает протокол передачи для передатчика в системе, которая формирует символы кода с переменной или постоянной кодовой скоростью и передает кодовые символы согласно схеме объединения по пакетам с разнесением или схеме объединения по кодам пакетов.

(Необходимое условие 2)

Минимизация разницы между длиной кода для каждой из кодовых скоростей передачи данных и длиной кадра передачи по физическому каналу максимизирует пропускную способность системы, которая формирует символы кода с переменной или постоянной кодовой скоростью и передает символы кода согласно схеме объединения по пакетам с разнесением или схеме объединения по кодам пакетов.

(Необходимое условие 3)

Периодическая передача передатчику сообщения ПП/ОПП для каждого кодового слова передачи увеличивает пропускную способность системы, которая формирует символы кода с переменной или постоянной кодовой скоростью и передает символы кода согласно схеме объединения по пакетам с разнесением или схеме объединения по кодам пакетов.

Из приведенных выше условий следует, что наиболее предпочтительным является согласовать длину кода для каждой из кодовых скоростей с длиной кадра физической передачи. Однако в силу того, что требуется использовать различные типы кодовых слов, возрастает сложность конструкции приемника и протокола передачи.

Как уже отмечалось, условием для оптимальной передачи является выбор такой длины и структуры пакета, чтобы для каждой из кодовых скоростей в системе, которая формирует символы кода (субкоды) с переменной или постоянной кодовой скоростью и передает символы кода (субкоды) согласно схеме объединения по пакетам с разнесением или схеме объединения по кодам пакетов, один кадр передачи по физическому каналу содержал один символ кода. Однако это не всегда возможно, так как длина кадра представляет собой параметр, определяющийся спецификацией физического канала. В силу этой причины используются заполняющие биты, что неэффективно, либо в случаях, когда отношение длины кадра к длине кодового слова на является целым, кодовые слова передаются последовательно, а приемник объединяет их в кадры передачи и затем повторно их разделяет. Указанные общепринятые способы также проявляют ограниченность в отношении точного согласования длины кодового слова с длиной кадра передачи, что приводит к следующим трудностям:

1. Если длина кодового слова для каждой из скоростей передачи данных оказывается меньше, чем длина кадра, то заполняющие биты дополнительно помещаются в остающиеся позиции символов в кадре передачи. Более того, из-за указанных заполняющих битов падает пропускная способность системы. Падение особенно велико для низких скоростей передачи данных.

2. Если длина кодового слова для каждой из скоростей передачи данных оказывается меньше, чем длина кадра, то для передачи одного кодового слова в одном кадре передачи по физическому каналу требуется использовать набор отличающихся кодовыми скоростями кодов для каждой из скоростей передачи данных. В действительности число доступных кодовых скоростей ограничено, так как большинство кодовых скоростей получается из базового кода посредством исключения и повторения символов. Более того, в кадре передачи все равно остаются подлежащие заполнению позиции символов, зачастую с помощью заполняющих битов. Несмотря на меньшее число заполняющих битов, пропускная способность системы все равно падает.

3. Можно рассмотреть ситуацию, когда вместо добавления заполняющих битов в случае, если отношение длины кадра к длине кодового слова не является целым, множество кадров передачи объединяется в цепочку и кодовые слова последовательно передаются одно за другим. В данном случае приемник должен объединять кодовые слова на уровне кадров передачи, после чего разбивать кадры передачи на кодовые слова. В рассматриваемом случае в одном кадре передачи можно передать множество кодовых слов, что подразумевает возможность использования различных кодовых слов для кадра передачи с одним и тем же параметром физического канала. Однако выделение различных кодовых слов представляет для приемника весьма сложную задачу. Эта сложность может быть уменьшена посредством использования символов информации о смене кодового слова внутри одного кадра передачи, что приводит к необходимости использования запоминающего устройства для хранения кодовых слов и контроллера, служащего для управления запоминающим устройством.

Принимая во внимание вышесказанное, в настоящем изобретении предложены новые схемы передачи пакетов. Длина кадра физического канала или общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно, определяется как число модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени, отведенный под поток информационных битов ПФУ. Длина слова субкода или число символов субкода для каждой кодовой скорости определяется как число модулированных символов субкода, определенных с помощью способа модуляции за каждый интервал времени, отведенный под поток информационных битов ПФУ.

(Способ передачи 1)

Общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно, делится на число символов в кодовом слове, и символы кода передаются в раздельных кадрах передачи (временных слотах). В этом способе передачи границы реальных кадров передачи при таком делении не рассматриваются и используется одна и та же кодовая скорость. В каждом временном слоте можно совместить максимум два различных кодовых слова. Если длина кода не укладывается целое число раз в общей длине кадров передачи, то в последнем кадре передачи могут остаться неиспользованные символы. Эти дополнительные символы можно использовать при мягком объединении символов в приемнике, однако за кадр передачи полное кодовое слово не передается. Кодовая скорость R_C каждого субкода по Способу передачи 1 вычисляется как

где N - общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно; L - число символов в субкоде; RP - период повторения субкода; (N-L) - число неиспользуемых дополнительных символов в последнем кадре передачи.

(Способ передачи 2)

Общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно и которые доступны для передачи одного ПФУ, делится на число символов кода в каждом субкоде, и символы кода передаются в раздельных кадрах передачи (временных слотах) так, что окончание кадра передачи совпадает с окончанием кодового слова. В данном случае может использоваться как одна, так и комбинация нескольких различных кодовых скоростей. Согласно данному способу передачи в каждом временном слоте передается субкод одного типа. Если длина кода не укладывается целое число раз в общей длине кадров передачи, то можно использовать один из двух следующих подходов.

(Способ передачи 2-1)

Кодовая скорость каждого из субкодов выбирается таким образом, чтобы полностью передать субкод за назначенный кадр передачи. Кодовая скорость R_C субкода вычисляется как

где N - общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно; L - число символов в субкоде; RP - период повторения субкода.

(Способ передачи 2-2)

Кодовая скорость каждого из субкодов выбирается таким образом, чтобы полностью передать субкод за назначенный кадр передачи, причем число символов субкода для данной кодовой скорости устанавливается большим, чем число символов в одном кадре передачи, а остающиеся символы отсекаются. Оптимальная кодовая скорость для каждого субкода представляет собой минимальную возможную кодовую скорость, при которой обеспечивается минимальное число отсекаемых символов. Кодовая скорость R_C субкода вычисляется как

а число отсеченных символов PS вычисляется как

В данных выражениях N - общее число символов во всех кадрах передачи, которые можно передать последовательно; L - число символов в субкоде; RP - период повторения субкода.

Если сравнить Способ передачи 2-1 и Способ передачи 2-2 в предположении равных значений N, то оказывается, что первый способ обеспечивает передачу с меньшей кодовой скоростью за тот же период времени. Следовательно, по теории кодирования Способ передачи 2-2 имеет больший выигрыш при кодировании. Другим преимуществом Способа передачи 2-2 является возможность использования одной и той же кодовой скорости для каждого слова субкода, что обеспечивает прирост эффективности. Несмотря на то, что требуется управление отсечением символов, использование счетчика для подсчета числа переданных символов удовлетворяет этому требованию, так как отсечение символов означает прекращение их передачи в некоторый заданный момент времени.

Приведенные выше способы передачи пакетов трафика можно избирательно модифицировать в соответствии с характеристиками системы. Структура пакета передачи, формируемого в соответствии со Способом передачи 2-2, описывается со ссылкой на таблиц 7-10 и фиг.6-23.

Таблицы 7 и 8 иллюстрируют случаи передачи пакетов по каналу трафика в коротком формате (единичном формате) и длинном формате (двойном формате) соответственно. Для каждого из значений скорости передачи данных в указанных таблицах приводятся: число временных слотов, приходящееся на один ПФУ, число битов в ПФУ, число символов мультиплексирования с временным разделением (МBР) в расчете на период передачи, число символов пилот-сигнала и символов данных, отношение числа доступных кодов Уолша к 32 кодам Уолша, а также доступное число модулированных символов, приходящееся на один ПФУ. Число символов МВР равно сумме числа символов заголовка, числа символов пилот-сигнала и числа символов данных. Доступное число модулированных символов равно произведению доли доступных кодов Уолша на число символов данных. Например, согласно таблице 7 для скорости передачи данных, равной 19,2 кбит/с, 49152 символа МВР получаются в результате суммирования 1024 символов заголовка, 8192 символов пилот-сигнала и 39936 символов данных. При такой скорости передачи данных имеются 34944 модулированных символа, которые вычисляются путем умножения 39936 символов данных на долю 28/32 доступных кодов Уолша.

В таблицах 7-10 BC - временные слоты, N_b - число битов ПФУ, _Уолш - доля доступных колов Уолша, N^pr_S - число символов заголовка.

Таблицы 9 и 10 иллюстрируют случаи передачи пакетных данных по каналу трафика в коротком формате (единичном формате) и длинном формате (двойном формате) соответственно. Для каждого из значений скорости передачи данных в указанных таблицах приводятся: число временных слотов, приходящееся на один ПФУ; число бит в ПФУ; число модулированных символов, предоставленное модулятором для временных слотов одного ПФУ; число модулированных символов, необходимое для символов кода, сформированных кодером; число повторений кодового слова, соответствующего одному ПФУ по всем назначенным временным слотам (число передач с отсечением последовательности); число отсеченных модулированных символов для ПФУ в одном временном слоте; эффективная кодовая скорость.

В таблицах 9 и 10 число отсеченных модулированных символов вычисляется посредством умножения числа предоставленных модулированных символов на число передач усеченных последовательностей и вычитания числа модулированных символов из данного произведения. Согласно таблице 9 при скорости передачи данных, равной 19,2 кбит/с, путем умножения имеющихся 2304 модулированных символов на число передач отсеченных последовательностей, то есть 16, и вычитания 34944 модулированных символов из произведения получаем 1920 отсеченных модулированных символов. Число предоставленных модулированных символов - это число модулированных символов, сформированных модулятором в процессе модуляции одного ПФУ согласно заданному способу. Число необходимых модулированных символов - это число модулированных символов, сформированных посредством модуляции символов субкода согласно тому же самому способу модуляции. В соответствии с настоящим изобретением субкод формируется за заданный интервал времени и модулируется перед передачей. В данном случае число модулированных символов для субкода и для ПФУ не совпадает. Следовательно, число символов, равное этой разнице, отсекается. Как следует из таблиц 9 и 10, число отсеченных модулированных символов задается для каждого из значений скорости передачи данных, и, следовательно, структура пакета передачи определяется на основе числа отсеченных модулированных символов.

В таблицах 9-10 N^pro_ms - число предоставленных модулированных символов, Nⁿ_ms - требуемое число модулированных символов, N^pru_ms - число отсеченных модулированных символов, N^pru_t - число передач отсеченных последовательностей символов.

На фиг.6-23 показана передача ПФУ согласно варианту осуществления настоящего изобретения для каждого из значений скорости передачи данных.

Согласно фиг.6-23 каждый ПФУ предваряется заголовком, который идентифицирует ПФУ. За заголовком следуют модулированные символы, полученные из символов субкодов посредством модуляции. Отмеченные на фигурах модулированные символы перед их передачей в физический канал подлежат отсечению. Число сформированных модулированных символов и число отсеченных модулированных символов зависят от значения скорости передачи данных. Если ПФУ передается посредством множества временных слотов, то, как показано на фиг.10-14 и фиг.19-23, повторения происходят на уровне кодовых слов, а число отсеченных символов всегда одно и то же для всех квазикомплементарных кодов за исключением первого квазикомплементарного кода. С₀, C₁, C₂, С₃,... обозначают субкоды. P₀, P₁, P₂, P₃,... обозначают отсеченные символы из числа модулированных символов, соответствующих субкоду. При повторной передаче пакета, содержавшего ошибки, смена субкодов происходит в следующем порядке: С₀, C₁, C₂, С₃,....

На фиг.6 приведен соответствующий настоящему изобретению вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скоростях передачи данных в 1228,8, 1843,2 и 2457,6 кбит/с (9-я, 11-я и 13-я строки таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в одном временном слоте.

На фиг.7 приведен еще один соответствующий настоящему изобретению вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скоростях передачи данных в 614,4, 921,6 и 1228,8 кбит/с (8-я, 10-я и 12-я строки таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в двух временных слотах.

На фиг.8 приведен соответствующий настоящему изобретению третий вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 614,4 кбит/с (6-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в одном временном слоте.

На фиг.9 приведен соответствующий настоящему изобретению четвертый вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 307,2 кбит/с (5-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в двух временных слотах.

На фиг.10 приведен соответствующий настоящему изобретению пятый вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 307,2 кбит/с (7-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в четырех временных слотах.

На фиг.11 приведен соответствующий настоящему изобретению шестой вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 153,6 кбит/с (4-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в четырех временных слотах.

На фиг.12 приведен соответствующий настоящему изобретению седьмой вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 76,8 кбит/с (3-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в восьми временных слотах.

На фиг.13 приведен соответствующий настоящему изобретению восьмой вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 38,4 кбит/с (2-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в 16-ти временных слотах.

На фиг.14 приведен соответствующий настоящему изобретению девятый вариант осуществления передачи пакета в единичном формате. При скорости передачи данных в 19,2 кбит/с (1-я строка таблицы 9) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в 32-х временных слотах.

На фиг.15 приведен соответствующий настоящему изобретению вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скоростях передачи данных в 1228,8, 1843,2 и 2457,6 кбит/с (9-я, 11-я и 13-я строки таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в одном временном слоте.

На фиг.16 приведен еще один соответствующий настоящему изобретению вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скоростях передачи данных в 614,4, 921,6 и 1228,8 кбит/с (8-я, 10-я и 12-я строки таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в двух временных слотах.

На фиг.17 приведен соответствующий настоящему изобретению третий вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 614,4 кбит/с (6-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в одном временном слоте.

На фиг.18 приведен соответствующий настоящему изобретению четвертый вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 307,2 кбит/с (5-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в двух временных слотах.

На фиг.19 приведен соответствующий настоящему изобретению пятый вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 307,2 кбит/с (7-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в четырех временных слотах.

На фиг.20 приведен соответствующий настоящему изобретению шестой вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 153,6 кбит/с (4-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в четырех временных слотах.

На фиг.21 приведен соответствующий настоящему изобретению седьмой вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 76,8 кбит/с (3-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в восьми временных слотах.

На фиг.22 приведен соответствующий настоящему изобретению восьмой вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 38,4 кбит/с (2-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в 16-ти временных слотах.

На фиг.23 приведен соответствующий настоящему изобретению девятый вариант осуществления передачи пакета в двойном формате. При скорости передачи данных в 19,2 кбит/с (1-я строка таблицы 10) заголовок, символы пилот-сигнала и данные уплотняются в 32-х временных слотах.

Например, при скорости передачи данных, равной 2457,6 кбит/с по таблице 9, в одном ПФУ можно передать (64+1056) модулированных символов, но, как показано на фиг.6, посредством модулирования субкода С₀ формируются (1056+92) модулированных символа. Следовательно, 93 модулированных символа отсекаются. Здесь 64 - это число символов заголовка, а 1056 получается как разность числа модулированных символов для символов субкода (1056+92) и числа отсеченных модулированных символов, то есть 92. В результате, число модулированных символов для символов субкода становится равным числу доступных для передачи модулированных символов. При скорости передачи данных, равной 153,6 кбит/с по таблице 9, в одном ПФУ можно передать (256+864+1120)=(1120+1120) модулированных символа, а посредством модулирования субкода Со формируются (864+1120+288) модулированных символов. Посредством модулирования субкода C₁ формируются (1120+1120+288) модулированных символов. Следовательно, 288 модулированных символов, обозначенных как Р₀, отсекаются от символов кода, сформированных для субкода С₀, и 64 модулированных символа, обозначенных как P₁, отсекаются от символов кода, сформированных для субкода C₁.

Как следует из приведенного выше первого примера, если сумма символов заголовка и числа символов, перемеженных по каналам, соответствующих символам первого субкода, оказывается больше числа доступных для передачи символов, некоторые из относящихся к первому субкоду символов отсекаются так, чтобы эти два числа сравнялись.

4. Отсечение символов

При использовании Способа передачи 2-2 необходимо отсечение символов. Варианты осуществления устройств пакетной передачи данных для такого отсечения символов приведены на фиг.24 и 25. Каждое из устройств пакетной передачи данных включает в себя контроллер 100, турбокодер 101, формирователь 102 субкодов, блок 103 перемежения символов по каналам, модулятор 104 и блок 105 отсечения символов. Для входного потока битов информации ПФУ устройство пакетной передачи данных формирует множество субкодов с одинаковой или различными кодовыми скоростями и последовательно передает эти субкоды в моменты времени, отведенные под передачу потока информации ПФУ.

Согласно фиг.24 турбокодер 101 осуществляет турбокодирование потока информационных битов ПФУ с кодовой скоростью равной, например, R=1/5, и выдает символы кода. По получении от приемника запроса на повторную передачу формирователь 102 субкодов выбирает тот же самый субкод что использовался при предшествовавшей передаче, или отличный от него субкод и формирует символы кода, соответствующие выбранному субкоду. Выбор кода в формирователе 102 субкодов - это своего рода мера обеспечения избыточности. Турбокодер 101 и формирователь 102 субкодов соответствуют турбокодеру и формирователю 204 субкодов по фиг.2 соответственно. Работа формирователя 102 субкодов основана на минимальной кодовой скорости, задаваемой контроллером 100.

Блок 103 перемежения символов по каналам выполняет перемежение выходных данных формирователя 102 субкодов. В качестве блока 103 перемежения символов по каналам можно использовать устройство блочного перемежения символов. Модулятор 104 модулирует выходные данные блока 103 перемежения символов по каналам согласно заданному способу модуляции, например КФМ (квадратурная фазовая манипуляция), 8-ФМ (8-позиционная фазовая манипуляция), 16-КАМ (16-позиционная квадратурная амплитудная манипуляция). Блок 105 отсечения символов под управлением контроллера 100 отсекает вторую половину выходных символов модулятора 104.

Контроллер 100 определяет минимальную кодовую скорость, при которой число модулированных символов субкода больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за период времени, отведенный под поток информационных битов ПФУ. Для первого периода отсечение символов выполняется следующим образом. Если сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода, сформированных с минимальной кодовой скоростью, оказывается большим числа доступных для передачи модулированных символов, некоторые из модулированных символов первого субкода отсекаются таким образом, чтобы сумма числа символов заголовка и числа модулированных символов первого субкода равнялась числу доступных для передачи модулированных символов. Порядок работы блока 105 отсечения символов был описан ранее в связи с передачей структур пакета трафика и способами передачи, приведенными на фиг.6-23.

На фиг.24 отсечение символов происходит после модуляции в модуляторе 104. То есть модулятор 104 располагается между блоком 103 перемежения символов по каналам и блоком 105 отсечения символов. Модулятор 104 последовательно разделяет выходную последовательность символов с блока 103 перемежения символов по каналам и сопоставляет ее с модулированными символами. То есть модулятор 104 выдает модулированные символы в порядке, соответствующем порядку получения символов от блока 103 перемежения символов по каналам. Как указывалось в описании к фиг.6-23, блок 105 отсечения символов фактически отсекает часть символов из второй половины выходных символов блока 103 перемежения символов по каналам. Следовательно, несмотря на тот факт, что блок 105 отсечения символов расположен между блоком 103 перемежения символов по каналам и модулятором 104, отсечение символов осуществляется тем же самым образом.

Согласно фиг.25 для интервалов времени, отведенных под передачу потока информационных битов ПФУ, генератор 102 субкодов формирует множество субкодов с одной и той же или различными кодовыми скоростями. Контроллер 100 определяет минимальную кодовую скорость, при которой число модулированных символов субкода больше либо равно числу модулированных символов, которые можно передать за каждый интервал времени.

Блок 103 перемежения символов по каналам перемежает символы субкода, сформированные на минимальной кодовой скорости. Если число перемеженных по каналам символов превышает число доступных для передачи модулированных символов, то блок 105 отсечения символов отсекает часть второй половины символов из перемеженных по каналам символов таким образом, чтобы число остающихся перемеженных по каналам символов равнялось числу доступных для передачи модулированных символов. После отсечения модулятор 104 модулирует оставшиеся перемеженные по каналам символы согласно заданному способу модуляции.

Отсечение символов в устройствах пакетной передачи данных, приведенных на фиг.24 и 25, приводит к следующему эффекту в приемнике.

Например, если размер блока данных в блоке перемежения символов по каналам равен NC, число отсеченных символов равно PC, а число оставшихся символов кода равно LC (=NC-PC), то при обратном перемежении символов приемник считает, что PC кодовых символов были случайным образом исключены. Исключенные символы обрабатываются как символы стирания, после чего выполняется декодирование. Так как символы из второй половины символов, обрабатываемой блоком обратного перемежения по каналам символов, распределяются случайным образом по всем символам кода, то декодер обнаруживает появление LC случайных ошибок, а вследствие случайных ошибок эффективность падает. Имея ввиду, что большинство систем использует случайные коды коррекции ошибок, проблем с эффективностью не возникает. Если обрабатывать ошибки как символы стирания, эффективная кодовая скорость Re возрастает на NC/(NC-PC), чем достигается исходная эффективность. Следовательно, несмотря на отсечение части второй половины символов, выдаваемой блоком перемежения символов по каналам, если эффективная кодовая скорость Re<1, то обеспечивается средняя эффективность, соответствующая Re. Предпочтительнее всего, если блок перемежения символов по каналам устроен таким образом, чтобы после выполнения обратного перемежения символов по каналам вторая половина поступающих на него перемеженных по каналам символов распределялась бы по всем символам кода с равными интервалами.

Согласно приведенному выше описанию настоящего изобретения длина и структура пакета передачи задаются таким образом, чтобы одно кодовое слово (или слово субкода) передавалось в одном пакете передачи по физическому каналу. Тем самым повышается пропускная способность при передаче пакетных данных. Более того, для приемника уменьшается сложность реализации в части повторной передачи пакетных данных, а для передатчика упрощается протокол передачи. Кроме того, передатчику в ответ на символы кода периодически может отсылаться сообщение ПП/ОПП.

Несмотря на тот факт, что настоящее изобретение представлено и описано со ссылкой на использование конкретного предпочтительного варианта его осуществления, специалист в данной области техники согласится, что многочисленные изменения в его форме и деталях можно сделать без какого-либо отступления от сущности и объема настоящего изобретения, формула которого следует ниже.