NO334405B1 - Feilkorrigering fremover på multipleksede CDMA-kanaler for å muliggjøre høyytelses-koding - Google Patents

Abstract

En protokoll for å optimalisere bruken av kodede overføringer, slik som over trådløse forbindelser.I samsvar med denne teknikk blir utfyllingspuljer først oppdelt i segmenter som velges til å ha en optimal størrelse i samsvar med radiokanalens overføringsegenskaper. Segmenter blir tildelt en posisjons-identifiserer samt redundans-kontrollsum. Segmentene blir så sammenstilt til blokker, og en feilkorrigeringsalgoritme i retning fremover påføres vedkommende blokk for å generere redundans-bitenheter. FEC-blokken blir så delt opp mellom tilgjengelige kommunikasjonskanaler og videreført til mottakeren. Den inverse prosess påføres mottakeren. Ved bruk av dette opplegg behøver bare segmenter som inneholder feilaktige data å bli tilbakesendt. En stor blokkstørrelse som kreves forfeilkorreksjon fremover med høy ytelse, kan derfor anvendes, samtidig som ventetider ned- settes til et minimum i sammenheng med behovet for å sende på nytt hele blokker når feil ikke kan gjenopprettes.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Den omfattende tilgjengelighet av personlige datamaskiner til lave kostna-der har ført til en situasjon hvor folk flest krever tilgang til internett og andre data-maskinnettverk til lavest mulig pris. Denne fordring er da også overført til et behov for også å gi nettverks-tilgang for bærbare innretninger, slik som reise-datamaskiner, personlige digitale hjelpere og lignende. Brukere av slike bærbare anordninger forventer allerede nå å være i stand til å få tilgang til slike datamaskin-nettverk med samme bekvemmelighet som de er blitt vant til ved bruk av tilganger over ledningsforbindelser.

Uheldigvis finnes det fremdeles ingen omfattende tilgjengelig og tilfreds-stillende løsning for å kunne opprette lavkostnads trådløs tilgang til internett med høy hastighet. For nærværende vil brukere av trådløse modemer som arbeider innenfor de eksisterende mobiltelefonnettverk ofte erfare en vanskelig tid når de f.eks. forsøker å få fremvist web-sider. I det minste delvis har dette sin årsak i det forhold at oppbygningen av mobiltelefonnettverk opprinnelig var utført for å opprette talekommunikasjon og ikke pakke-orientert datakommunikasjons-protokoller for bruk innenfor internett. I tillegg førte de protokoller som ble brukt for å forbinde brukere med nettverk over større områder ikke til effektiv overføring over trådløse grensesnitt.

Det er imidlertid blitt frembrakt visse protokoller som er i stand til å opprette flere dataforbindelser over et trådløst kommunikasjonsanlegg, slik som et slikt anlegg som anvender kodedelt multiaksess (CDMA). Et slikt anlegg er f.eks. blitt beskrevet i søkernes samtidig løpende US-patentsøknad med tittelen "A Protocol Conversion and Bandwidth Reduction Technique Providing Multiple nB+D ISDN Basic Rate Interface Links Over a Wireless Code Division Multiple Access Communication System," med serienr. 08/992,759 og inngitt 17.desember 1997 samt overdratt til Tantivy Communications, Inc., som også foreliggende søknad er overdratt til. Med slik teknikk kan høyhastighets datatjenester oppnås over digitale mo-biltelefonforbindelse ved hjelp av mer effektiv allokering av tilgang til de trådløse kanaler. Spesielt er et antall underkanaler fastlagt innenfor en standard CDMA-kanalbåndbredde, slik som ved å tildele en forskjellig kode til hver underkanal. De øyeblikkelige båndbreddebehov for en gitt forbindelse blir da tilfredsstilt ved dynamisk allokering av flere underkanaler på basis av foreliggende behov for hver for bindelse. Underkanaler kan f.eks. opprettes under tidsperioder når abonnenters båndbreddefordringer er forholdsvis høye, slik som ved nedlasting av web-sider. Båndbredden blir da innsnevret under tidsperioder hvor innholdet er forholdsvis lett, slik som når brukere leser en tidligere nedlastet web-side.

For å iverksette et slikt system, kreves det imidlertid omsorgsfull planering av forskjellige modulerings- og kodingsopplegg for å kunne frembringe høyest mulig bit-takt, samtidig som virkningene av støy, flerbaneforhold og andre feilkilder nedsettes til et minimum. Modulasjonskoder og halvtilfeldig spredning av koder må derfor velges med omhu for å nedsette til et minimum interferens blant kanaler som benytter seg av samme radiofrekvensbærer. I tillegg vil det være nødvendig å innføre skillebitenheter i datastrømmene, slik at høyere datalagsprotokoller, slik som transmisjonsregulerings-protokoll/internettprotokoll (TCP/IP)-kommunikasjon kan finne sted.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Angivelse av problemet

Skjønt de ovenfor nevnte systemer fungerer godt i forholdsvis støvfrie omgivelser, er de ikke optimale i visse sammenhenger.

Skjønt en angitt feil ved en syklisk redundanskontroll (CRC) kan angi at en TCP/IP-overføringspulje er mottatt med feil, er bruk av CRC ikke optimal idet mot-takelse av en feilaktig overføringspulje krever ny overføring av puljen som helhet. Tilfeldigvis er tilgangsteknikker som krever fornyet overføring spesielt vanskelige under forhold med delt trådløs tilgang, slik som CDMA, hvor tilgang må spesielt tillates for å kunne gi plass for fornyet overføring. I CDMA-systemer kan f.eks. feilene faktisk ha en ikke-lineær virkning, hvilket reduserer utstyrets kapasitet i en grad som er større enn båndbredden for fornyet overføring. Det er derfor ønskelig å nedsette behovet for å overføre data på nytt i så høy grad som mulig.

Visse tekniker kjent som feilkorrigering fremover (FEC) er generelt bruk sammen med CDMA og andre moduleringsopplegg med multiaksess og som anvendes ved taleoverføring. Slike teknikker godtar at en gruppe bitenheter eller en "blokk" sendes over en trådløs kanal og bestemmer derpå, i samsvar med sofisti-kerte matematiske algoritmer, verdier for ytterligere redundans-bitheter. Antallet redundans-bitenheter kan da være ganske betydelig. Det er f.eks. vanlig å bruke såkalte halvhastighets-, tredjedelshastighets- eller til og med kvarthastighets koder, slik at antallet bitenheter i en blokk som faktisk øker med en faktor på hen-holdsvis to, tre eller fire.

Koden for feilkorrigering fremover kan derfor anvendes ikke bare for å detektere at en bestemt bitstreng er blitt feilaktig mottatt, men også for å iverksette feilkorreksjon. Dette eliminerer behovet for nyoverføring av en hel pakke på grunn av en feil i én eller flere bitenheter. Det henvises til Patent Cooperation Treaty Publication W09613914 for en omtale av en anvendelse av koder for feilkorrigering fremover.

Iverksetting av feilkorrigering fremover fører uheldigvis til lavere total gjennomgang målt som antall datapakker som overføres pr. megahertz av tilgjengelig kanalbåndbredde. I tillegg krever behovet for å oppnå best mulig feilrettingsytelse typisk at en forholdsvis stor blokkstørrelse må anvendes for algoritmene med de høyeste ytelser. Iverksetting av slike feilrettingsalgoritmer medører derfor ventetider ved det formål at blokken som helhet må være tilgjengelig på mottakeren før den kan dekodes. Hvis en feil detekteres som ikke kan gjenopprettes ved feilkorrigering fremover påføres i tillegg ytterligere ventetid mens blokken overføres på nytt.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte som angitt i patentkravene.

Det er videre beskrevet bruk av en protokollomformer anordnet mellom de fysiske kommuniseringslag, slik som i sammenheng med iverksetting av en trådløs kommunikasjonsprotokoll, og et nettverkslag, slik som i sammenheng med implemen-tering av en nettverks-kommunikasjonsprotokoll.

I henhold til beskrevne aspekter deler kort sagt protokollomformeren først opp på sendersiden en nettverklagsramme, slik som en TCP/IP-ramme i mindre porsjoner som betegnes som segmenter. Segmentstørrelsen vil være av varierende lengde i samsvar med en observert feilhyppighet. En minste segmentstørrelse er f.eks. to byter og en maksimal segmentstørrelse er 512 byter i en foretrukket utførelse. Alle segmenter over en viss ramme er av samme størrelse.

Informasjon blir så lagt til hver av segmentene for å muliggjøre deres sam-menstilling på nytt inn i rammen på mottakeren. Særlig blir et segments posisjons-nummer lagt til for å gjøre det mulig å plassere segmentet i korrekt posisjon når nettverklagsrammen rekonstrueres i mottakeren.

Ved dette tidspunkt arrangeres segmentene i grupper som her betegnes som blokker. En algoritme for feilkorrigering fremover (FEC) blir så utført på blokken som helhet. I en foretrukket utførelse inneholder en blokk 1331 informasjons-bitenheter. Ved å bruke en tredjedels-hastighetskode kan således FEC-kodings-prosessen frembringe en FEC-blokk på 4096 bitenheter på utgangssiden.

Protokollen gjør også fortrinnsvis bruk av forbindelser i flere fysiske lag som her betegnes som underkanaler for å kunne overføre de kodede FEC-blokker i en ønsket total overføringshastighet. FEC-blokkene blir så fordelt på de allokerte underkanaler slik som på bit-for-bit-basis. De bitenheter som omfatter FEC-blokken sendes således over underkanalene. I dette tilfelle kan en forbindelsessekvens-identifiserer typisk også legges til for å kunne fastslå den rekkefølge hvori de ut-gående blokker sendes ut over underkanalene.

På mottakersiden, som faktisk omfatter en protokollomformer som utfører den inverse funksjon, bli bitenheter som mottas over de forskjellige underkanaler først sammenstilt til en FEC-blokk. Denne blokk er i den foretrukne utførelse en blokk på 4096 bitenheter, og blir så utsatt for den inverse FEC-algoritme for å ta bort bitenhetene i redundanskoden og utføre feilkorreksjon.

Utgangen fra FEC-dekodingsprosessen blir så delt opp i segmenter. Den sykliske redundanskontroll-informasjon innenfor hvert segment blir så sammenlig-net for å fastslå om et bestemt segment er blitt feilaktig mottatt. Hvis dette er tilfelle, blir det sendt ut en anmodning om fornyet overføring av det feilaktig mottatte segment.

Til slutt blir de mottatte segmenter sammenstilt på nytt til en fullstendig nett-lagsramme.

Protokollomformerne i både senderenden og mottakerenden kan også dynamisk justere størrelsen av segmentene på grunnlag av en observert mottatt segmentfeilhyppighet for det formål å optimalisere den totale gjennomgang. På mottakersiden blir f.eks. et segment med dårlig resultat fra den sykliske redundanskontroll (CRC) vraket og regnet som et "dårlig" segment. Ved å holde følge med sekvensnumrene for de mottatte segmenter, kan mottakeren fastslå at et bestemt segment, nemlig et segment med et sekvensnummer mellom det siste gode segment og det neste gode segment mangler. Mottakeren kan så eksplisitt kreve fornyet overføring av det dårlige segment med angitt sekvensnummer. Dette såkalte selektive avvisningstrekk gjør det mulig både for mottakeren og senderen å kjenne antallet rammer som mottas med feil ut i fra det opptalte antall selektivt av-viste segmenter.

Ut i fra det opptalte antall rammer som er sendt ut og antallet selektivt av-viste segmenter som i rekkefølge er mottatt over en gitt radiokanal, kan senderen så dynamisk justere størrelsen av de senere overførte segmenter på denne kanal. Fortrinnsvis justeres segmentstørrelsen på grunnlag av en formel som avhenger av forholdet mellom det totale antall databitenheter som overføres og antallet bitenheter som med hell er blitt anvendt for å bære informasjon.

Ved å utføre feilkorrigering fremover på en gruppe segmenter, heller enn på de enkelte segmenter, kan således kanalbåndbredde-allokeringene forbli optimali-sert.

Aspekter ved det som er beskrevet vil være særlig fordelaktig under forhold som krever bruk av pakke-orienterte protokollere, slik som TCP/IP. På grunn av at det antall kanaler som behøves for å føre frem en enkelt datastrøm kan varieres effektivt, kan forskjellige avbruddshyppigheter også effektivt tilpasses.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

De ovenfor angitte og andre formål, særtrekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå klart fra den følgende mer detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen, slik det er anskueliggjort på de vedføyde tegninger hvor samme henvisningstegn henviser til samme deler i de forskjellige fremvisninger. Tegningene er ikke nødvendigvis angitt i korrekt målestokk, da det i stedet er lagt vekt på å angi de grunnleggende prinsipper for oppfinnelsen. Fig. 1 viser et blokkskjema for utstyr hvor en bærbar databehandlings-innretning anvender en protokollomformer i samsvar med oppfinnelsen for forbindelse med et nettverk. Fig. 2A og 2B inneholder et mer detaljert skjema over oppbygningen av protokollomformeren og flerkanals-sender/mottakeren. Fig. 3 er et skjema som viser hvorledes nettlags-rammene er oppdelt i segmenter av en protokollomformer som befinner seg i en sender. Fig. 4 er et detaljert skjema for et enkelt segment og viser hvorledes flere segmenter sammenstilles til en blokk for feilkorrigering fremover. Fig. 5 er et skjema som viser hvorledes en protokollomformer i en mottaker sammenstiller nettlagsrammene på nytt. Fig. 6 viser en rekke prosesstrinn som utføres av en protokollomformer som befinner seg i senderen for å iverksette oppfinnelsen.

Fig. 7 er en fortsettelse av skjemaet i fig. 6.

Fig. 8 er et skjema som angir de prosesstrinn som utformes av en protokollomformer som befinner seg i en mottaker for å iverksette oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV EN FORETRUKKET UTFØRELSE

Det skal nå mer spesielt henvises til tegningene, hvor fig. 1 er et blokkskjema over utstyr 10 for å opprette høyhastighets datakommunikasjonstjeneste i samsvar med oppfinnelsen. Utstyret 10 består av en fjerntliggende abonnentenhet 20, flere dobbeltrettede kommunikasjonsforbindelser 30, samt en lokalenhet eller tjenesteytende enhet 40.

Abonnentenheten står i forbindelse med terminalutstyr 12, slik som en bærbar datamaskin eller reisedatamaskin, håndholdt personlig digital hjelpeenhet (PDA) eller lignende. Abonnentenheten 20 omfatter en protokollomformer 25 som i sin tur avgir data til en flerkanals digital sender/mottaker 26 og antenne 27.

Protokollomformeren 25 mottar data fra datamaskinen 20, og sammen med hensiktsmessig maskinvare og/eller programvare omformer disse til et format som er egnet for dataoverføring, slik som i samsvar med kjente kommunikasjons-standarder.

Protokollomformeren 25 benytter seg av et mellomliggende protokollag som omformer vedkommende data til et format som er egnet for å brukes av flerkanals-sender/mottakeren 26 i henholdt til oppfinnelsen. Som det vil bli beskrevet meget mer detaljert nedenfor, blir i et nettlag de data som frembringes av protokollomformeren 25 fortrinnsvis formatert på en måte som er i samsvar med egnede nettverks-kommunikasjonsprotokoller, slik som TCP/IP, for å gjøre det mulig for terminalutstyret 12 å komme i forbindelse med andre datamaskiner over slike nett verk som internett. Denne beskrivelse av protokollomformeren 25 og protokoller er bare å regnes som eksempel og det bør forstås at også andre nettlagsprotokoller kan anvendes.

Den flerkanals digitale sender/mottakere 26 gir tilgang til én eller flere fysiske kommunikasjonsforbindelser, slik som de viste radiokanaler 30. De fysiske forbindelser blir fortrinnsvis ytterligere kodet ved bruk av kjente digitale multipleks-teknikker, slik som kodedelt multiaksess (CDMA) for å opprette multippel-trafikk på en gitt radiokanal 30 eller underkanaler 31. Det bør forstås at også andre trådløse kommunikasjonsprotokoller kan anvendes med fordel i samsvar med oppfinnelsen.

Kommunikasjonskanaler kan iverksettes ved å opprette multiple kodede

underkanaler 31 på en enkelt bredbåndet CDMA-bærerkanal 30, slik som en kanal med en båndbredde på 1,25 MHz. De enkelte kanaler blir så definert ved særegne CDMA-koder. Alternativt kan de flere kanaler 31 være opprettet av et enkelt fysisk kanalkommunikasjonsmedium, slik som opprettet av andre trådløse kommunikasjonsprotokoller. Det som er viktig er at underkanalene 31 på uheldig måte kan påvirkes av vesentlige bitfeilhyppigheter som er særegne for hver radiokanal 30.

Tjenesteytelses-utstyret 40 omfatter en antenne 42, en flerkanals sender/mottaker 46, en protokollomformer 45, samt annet grensesnittutstyr 48, slik som modemer, broer, porter, rutere og lignende, som trenges for å opprette forbindelser med internett 49 eller annet nettverk.

På tjenesteyteren 40 oppretter flerkanals sender/mottakeren 46 funksjoner som er analoge med flerkanals-sender/mottakeren 26 i abonnentenheten, men på invers måte. Det samme er tilfelle for protokollomformeren 45, hvilket vil si at den frembringer den inverse funksjonalitet i forhold til protokollomformeren 25 i abonnentenheten 40. Data mottas fra protokollomformeren 45 i TCP/IP-rammeformatet og kommuniseres så til internett 49. Det bør forstås at konfigurasjonen av resten av utstyret 40 kan anta et hvilket som helst antall utførelsesformer slik som et lo-kalt områdenettverk, flere oppringings-forbindelser, Tl bærer-forbindelsesutstyr eller andre høyhastighets-kommunikasjonsforbindelser til internett 49.

Det skal nå spesielt henvises til protokollomformerne 25 og 45, idet disse oppretter en båndbredderegulerende funksjon 29 iverksatt mellom et fysisk lag slik som opprettet av CDMA-protokollen i bruk sammen med flerkanalssender/mot-takerne 26 og en nettlagsprotokoll, slik som TCP/IP som oppretter forbindelser mellom terminalutstyret 26 og nettverket 49.

Båndbreddereguleringsfunksjonen 29 utfører et antall oppgaver med det formål å holde både det fysiske lags- og nettlagets forbindelser korrekt opprett-holdt over flere kommunikasjonsforbindelser 30. Visse fysiske lagforbindelser kan f.eks. forvente å motta en sammenhengende strøm av synkrone databit uavhengig av om terminalutstyret i hver ende faktisk har data å overføre. Slike funksjoner kan også omfatte hastighetstilpasning, binding av flere datakanaler på forbindelsene, spoofing, oppsetting og nedkopling av radiokanaler. Detaljene for iverksetting av en protokollomformer spesielt for ISDN-terminalutstyr 22 og modulasjonsteknikker for kodedelt multippel tilgang (CDMA) ved bruk av flerkanals-sender/ mottakeren 26 er mer spesielt beskrevet i en samtidig løpende patentsøknad fra Thomas E. Gorsuch og Carlo Amalfitano, med tittelen "A Protocol Conversion and Bandwidth Reduction Technique Providing Multiple nB+D ISDN Basic Rate Interface Links Over A Wireless Code Division Multiple Access Communication System", inngitt 17. desember 1997 og meddelt serienr. 08/992,759, og som er overdratt til Tantivy Communications, Inc., som også foreliggende søknad er overdratt til.

Foreliggende oppfinnelse gjelder nærmere bestemt teknikker som anvendes av protokollomformerne 25 og 45 for formatering av data som skal overføres over flere implementerte logiske underkanaler 31-1, 31-2, ... 31-n på hver av de flere radiokanaler 30 med det formål å forbedre effektiv overføringsytelse mellom en sender og en mottaker i omgivelser hvor det lett kan forekomme en viss bitfeilhyppighet. Det bør forstås under den følgende fremstilling at de forbindelser som omtales her er dobbeltrettede, og at en "sender" enten kan være abonnentenheten 22 eller tjenesteyterenheten 40.

En "feil" slik den vil bli beskrevet her er da i tillegg en bitfeil som oppfattes i det høyeste lag, slik som nettlaget. Oppfinnelsesgjenstanden strever etter å forbedre den totale bitfeilhyppighet på systemnivået, og forsøker ikke å garantere absolutt dataintegritet.

Det skal nå henvises til fig. 2A og 2B, vist som et blokkskjema for en frem-overforbindelse og reversert forbindelse utført i samsvar med oppfinnelsen, og som nærmere bestemt viser protokollomformeren 25 og flerkanals-sender/mot- takere 26 som er tilordnet enheten på abonnentsiden samt flerkanals-sender/ mottakeren 46 og protokollomformeren 44 som er tilordnet tjenesteyterenheten 40.

Med begynnelse ved det nedre parti av skjemaet i bakoverretningen, hvilket vil si i overføringsretningen fra abonnentenheten 20 til tjenesteyterenheten 40, består protokollomformeren 25 for bakoverforbindelsen av en buffer 61, segmentskilleren 62 og enheten 63 for feilkorreksjon fremover (FEC). Flerkanals-sender/mottakeren 26 består av en pseudostøy (PN) -kodegenerator 64, en modu-lator 65 og en opp-omformer 66 for radiofrekvens. Bufferen 61 mottar inngangsdata på en måte som vil bli nærmere beskrevet senere. Segmentskilleren 62 arrang-erer data som mottas fra bufferen i et hensiktsmessig format for å tilføres FEC-enheten 63. Denne FEC-enhet 63 anvender en fremoverrettet feilkorreksjonsalgo-ritme på disse data ved bruk av en kjent feilkorreksjonsteknikk, slik som Reed Solomon, Turbo Codes eller andre koder.

Sender/mottakeren 66, som i dette tilfelle brukes som en sender, sprer de resulterende data i samsvar med PN-sekvensen, modulerer de PN-spredte data med korrekt kanalkoding for de tilordnede underkanaler 31, og oppkonverterer resultatet til den ønskede radiofrekvens.

På mottakersiden av bakoverforbindelsen, hvilket vil si på den side som omfatter tjenesteyteren 40, utfører sender/mottakeren 44 en mottakerfunksjon. I dette tilfelle mater RF-nedkonvertereren 71 flere mottakerenheter som hver omfatter en utjevner 72, en PN-kodesamler 73 og demodulator 74. Hver demodulert utgang avgis til en protokollomformerblokk som omfatter en FEC-dekoder 75, en invers segmentskiller 76 og en buffer 77. En regulator 78 kan anvendes for å regulere og/eller iverksette hver av forskjellige protokollomformerfunksjoner som vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor.

I den foretrukne utførelse gjør FEC-dekoderen 75 bruk av en såkalt trellisdekoder. På grunn av at trellis-dekoderen er en dekoder av en slik type som sam-menligner flere bitenheter i grupper for å komme frem til en anslått verdi for de korrekt mottatte bitenheter, så vil når en trellisdekoder faktisk frembringer feil, disse ha en tendens til opptre i grupper.

De tilsvarende funksjoner opprettes på foroverforbindelsen. I dette tilfelle mottar protokollomformeren 45 inngangsdata, behandler disse gjennom en buffer 61, segmentskiller 62 og en FEC-enhet 63. Sender/mottakeren 46 utfører en sen- derfunksjon over flere underkanaler 31, inkludert flere spredere 64, modulatorer 65 samt RF-oppomformere 66.

På mottakersiden av fremoverforbindelsen utføres den inverse prosess av en RF-nedomformer 71, en utjevner 72, en samler 73, samt kanalseparator 79 og demodulator 74 for hver kanal. Korreksjonsenheten 75 for feilkorrigering fremover, segmentskilleren 76 og bufferen 77 kompletterer denne utførelse av protokollomformeren 25.

Det skal nå henvise spesielt til fig. 3, hvor arbeidsfunksjonene for et utførel-seseksempel på protokollomformeren 25 på sendersiden vil bli kort beskrevet. Som vist vil en inngangspulje 80 slik den mottas fra nettlaget være forholdsvis stor, og kan f.eks. ha en lengde på 1480 bitenheter når det gjelder TCP/IP-protokollen.

Inngangspuljen 80 deles først opp i et sett av mindre stykker eller segmenter 81-1, 81-2. Omfanget av de enkelte segmenter 81 velges på grunnlag av en optimal segmentlengde som bestemmes for hver av kanalene 30. En båndbredde-reguleringsfunksjon kan f.eks. bare gjøre et visst antall underkanaler 31 tilgjengelige til enhver tid. Et undersett av de tilgjengelige underkanaler 31 blir valgt, og derpå vil det optimale antall bitenheter for hvert segment som skal overføres over en viss kanal blant de forskjellige underkanaler, valgt. Som vist i figuren kan en viss pulje 80 oppdeles i segmenter som er tilordnet de fire underkanaler 31. Ved et senere tidspunkt kan det foreligge ni underkanaler 31 som er tilgjengelig for en pulje, og med forskjellige optimale segmentstørrelser for segmentet 81-2.

En optimal underrammestørrelse kan således bestemmes for hver kanal 30 for slike parametere som er beskrevet i vår tidligere omtalte samtidig løpende pa-tentsøknad. I den foretrukne utførelsen er denne f.eks. satt lik

hvor H er pulje-plassbehovet angitt i byter, innbefattet eventuelle delte pulje-synkroniseringsflagg (7e) mellom underpuljene, Xcer et løpende nummer for data-byter tilordnet en underpulje, Hcer det løpende pulje-plassbehov, og R er det observerte underpulje-feilforhold.

I den foretrukne utførelse er segmentstørrelsen den samme for segmenter 81 som er tilordnet hver tilhørende radiokanal 30 og puljen 80 for å nedsette plassbehovet til et minimum, skjønt dette ikke er noe absolutt krav.

Etter at puljen 80 er oppdelt i segmenter 81, har hver av segmentene 81 en tillagt ytterligere informasjon. Hver av segmentene 81 består f.eks. av minst én posisjons-identifiserer 82a og en integritetskontrollsum slik som i form av en syklisk redundanskontroll (CRC) 82b. Posisjons-identifisereren 82a tjener til å angi posisjonen for hvert segment 81 innenfor sin tilordnede storpulje 80. Integritets-kontrollsummen 82b tjener til å gjøre det mulig for mottakeren å bestemme om bestemte segmenter 81 er feilaktig mottatt.

Segmentene 81 blir så videre behandlet for overføring over hver av underkanalene 31. Spesielt blir segmentene 81 derpå gruppert i blokker 86. Antallet segmenter i hver blokk 86 velges til et hensiktsmessig antall avhengig av den feilkorrigering 63, 75 fremover som skal utføres. I en foretrukket utførelse består f.eks. korreksjonsblokken 86 for feilkorrigering fremover av et tilstrekkelig antall segmenter 81 som totalt utgjør 1331 bitenheter. Hvis den FEC-algoritme som på-føres er en tredjedels-hastighetskode, vil dette føre til en FEC-blokk 86 med lengde på 4096 bitenheter. Endelig blir FEC-blokken 86 fordelt mellom de underkanaler 31 som er tilordnet vedkommende forbindelse og overføres.

Fig. 4 viser en mer detaljert fremstilling av formatet for et segment 81. Segmentet 81 består av et antall felter som omfatter posisjonsfeltet 82a og CRC-feltet 82b, slik som tidligere nevnt. Et antall andre felter er også vist i segmentet 81 i foreliggende eksempel. Spesielt finnes det et datafelt 82c som bærer de tilordnede kildedata som er tatt fra den store inngangspuljen 80. Dette datafelt 82c har et varierende omfang og kan forandres i samsvar med optimaliserte parametere som er spesifisert ut i fra en observert feilhyppighet. I en foretrukket utførelse kan antallet data-bitenheter variere fra 2 og opp til 512 i et gitt segment 81 alt etter de observerte feilhyppigheter. Som tidligere nevnt er alle segmenter tvers over en gitt inngangspulje 80 valgt å være av samme størrelse, hvilket vil si at de har et like stort datafelt 82c.

Skjønt en gitt inngangspulje vil bli overført over flere underkanaler 31, vil den bare bli oppdelt i segmenter som er beregnet på å overføres over en gitt radiokanal 30.

I tillegg kan et forskjøvet puljefelt 82d anvendes for å fastlegge hvilken av et antall puljer hvert segment 81 hører til. Dette forskjøvede puljefelt er av særlig nytte på grunn av de ventetider som inngår i systemet. Spesielt kan ikke segmentene 81 nødvendigvis garanteres å komme frem til mottakeren i samme rekkefølge som de ble sendt ut. Spesielt hvis segmenter 81 blir feilaktig mottatt, kan det videre være nødvendig å begjære fornyet overføring. Det er derfor mulig at segmenter 81 som er tilordnet mer enn én blokk behøver å bearbeides av mottakeren av et gitt tidspunkt. Det forskjøvede puljefelt 82d gjør det således mulig for mottakeren å finne ut hvilken storpulje 80 hvert segment 81 tilhører.

Et kodesekvensfelt 82e kan anvendes for å identifisere et rekkefølgenum-mer i sammenheng med hver underkanal 31 i begynnelsen av hver pulje. Dette tillater da lavere-ordens kanalbehandling for å rute segmentene 81 mer effektivt.

Enda kan et meldingsdata-felt 82f anvendes for å angi om segmentet 81 inneholder kildedata, hvilket vil si aktive trafikkdata, eller reguleringsinformasjon for denne tilsiktede mottaker.

Fig. 5 viser de arbeidsoperasjoner som utføres på mottakersiden. Data-bitenheter som mottas fra de flere underkanaler 31 blir først samlet opp for å rekonstruere FEC-blokken 86.

Derpå blir FEC-algoritmen anvendt for å detektere og korrigere én eller flere bitenheter ved bruk av feilkorreksjonskoding. Den resulterende informasjon deles opp i segmenter 81 ved bruk av den kjente segmentstørrelse. Segmentene 81 blir så undersøkt og posisjonsfeltet 82 anvendes for å rekonstruere den store pulje 80. Ethvert segment 81 som mangler kan således detekteres ved å sammenligne de mottatte posisjonsfelt 82a. Hvis et sekvens-posisjonsfelt i en pulje i en spesiell posisjon eller ved et spesielt sekvensnummer 82e mangler, antas det at vedkommende segment 81 ikke er blitt mottatt. Det bør forstås at hensiktsmessig buffer-behandling av data og segmenter 81 vanligvis kreves for korrekt å kunne motta segmentene 81 og fastslå om noen av dem mangler. Bufferstørrelsen vil avhenge av overføringshastighetene, antallet underkanaler 31, samt virkningen av forplant-ningsforsinkelser.

Etter påvisning av et manglende segment 81 begjærer mottakeren fornyet overføring av dette manglende segment. Ved dette tidspunkt vil senderen utføre overføringen av det manglende segment 81 på nytt. Så snart samtlige segmenter 81 i en bestemt storpulje 80 er mottatt, kan så posisjonsinformasjonen 82a anvendes for å arrangere data fra segmentene 81 i korrekt rekkefølge for å rekonstruere den opprinnelige storpulje 80.

Hvis ved dette tidspunkt en hvilken som helst del av den store pulje 80 fremdeles mangler, slik som når slutten av en puljekommando påtreffes, kan fornyet overføring av det tilsvarende segment 81 forlanges i den angitte posisjon, ved å spesifisere en lengde av den manglende del.

På grunn av at både posisjonsfeltet 82a og sekvensfeltet 82e brukes, vil både senderen og mottakeren kjenne forholdet mellom antall underpuljer 81 som er mottatt med feil og antallet underpuljer 81 som er mottatt feilfritt. Mottaker og sender vil også kjenne den midlere underpulje-lengde for hver kanal.

Fig. 6 viser et detaljert flytskjema for et sett arbeidsoperasjoner som utføres av senderen for å iverksette oppfinnelsen. I en første tilstand 100 utledes storpuljen 80 fra et øvre kommunikasjonslag slik som nettlaget. I en neste tilstand 102 beregner senderen en optimal segmentstørrelse ut i fra tidligere observasjoner av puljefeilhyppigheter på de enkelte underkanaler 81, idet det fortrinnsvis beregnes en optimal segmentstørrelse for samtlige tilgjengelige kommunikasjonskanaler.

I en påfølgende tilstand 104 blir nettlagspuljen 80 oppdelt i et passende antall segmenter 81 i samsvar med den optimale størrelse for hver tilordnet tilgjengelig underkanal. Denne opptelling er også basert på den tilgjengelige underkanals antatte overføringsevne. En liste over segmenter blir så opprettet.

I en neste tilstand 106 blir en posisjonsidentifiserings- og syklisk redundans-kontrollkode (CRC) lagt til hvert segment 81. Posisjonsidentifisererens forskyvning innenfor storpuljen 80, slik som beskrevet ovenfor, blir så lagt til for å tillate korrekt posisjonsinnstilling av segmentet 81 ved rekonstruksjon av puljen 80 i mottakerenden.

En FEC-blokk 86 blir så sammenstilt av de forskjellige segmenter 81. Der-etter og i trinn 108 blir FEC-blokken 86 demultiplekset og bitenhetene i FEC-blokken blir tilordnet de forskjellige kanaler innenfor de multiple underkanaler 31.

Når senderen mottar en anmoding om ny overføring for et segment 81 som savnes i mottakeren, innledes en tilstand 110 hvor en optimal segmentstørrelse beregnes ut i fra de observerte pulje-middelverdier for de tilgjengelige kommuni-kasjons-underkanaler 31. Segmentlisten blir så brukt for å køinnstille segmentene på nytt for ny overføring i tilstand 112. Behandlingen fortsetter så i trinn 108 for fornyet overføring av det manglende segment 81.

Fig 7 viser resten av de prosesstrinn som utføres i senderen. I en tilstand 114 blir et kanalrelatert rekkefølge-nummer lagt til hvert segment 81.1 en neste tilstand 116, blir segmentseparatorer, slik som flagg i formen "7E" lagt inn i segmentene. I tillegg blir nullinnføring, slik som obligatorisk innstilling av en databit-enhet til enerverdi etter en rekkefølge av fem nullverdier utført. Andre synkroni-serings-, separerings-, og kodingsteknikker kan kreve at bitenheter innføres i segmentene 81 ved dette tidspunkt. En gitt kanal 30 kan f.eks. gjøre bruk av kon-volverende koding slik som spesifisert ved standarden IS-95, og hvis dette er tilfelle bli denne utført her.

I den neste tilstand 118 blir segmentene 81 sendt over de tilgjengelige kanaler 31. Puljer uten data, slik som logisk startpulje, logiske endepulser og andre reguleringspulser, kan også uføres ved dette tidspunkt.

I en endelig tilstand 120 vil senderen ta seg av enhver anmodning om fornyet segmentoverføring eller positiv erkjennelse av at en stor pulje er blitt mottatt korrekt. Andre puljeoverføringer kan så f.eks. innledes ved dette tidspunkt før en pulje under overføring er fullført.

Fig. 8 viser en detaljangitt rekkefølge av prosesstrinn som utføres i mottakeren. I en første tilstand 200 blir en mottatt FEC-pulje 86 sammenstilt ut i fra de bit-strømmer som tas ut fra de forskjellige underkanaler 31.1 den neste tilstand 201, blir FEC-puljen så oppdelt i segmenter 81 i samsvar med den løpende seg-mentstørrelse.

I den neste tilstand 202, blir underpuljene 81 undersøkt. Ethvert segment med god CRC blir videreført til den nærmest følgende tilstand 203. Ethvert annet mottatt segment 81 med dårlig CRC blir vraket.

Ved fortsettelse med trinn 203, fastslår mottakeren alle manglende sekvensnumre. Mottakeren begjærer så fornyet overføring av segmenter 81 i stedet for de manglende deler basert på rekkefølgenummeret ved å sende tilbake en anmodning om fornyet overføring til senderen.

I det neste trinn 204, ut i fra posisjons-identifisereren og den kjente lengde av hver opprinnelig storpulje 80 forsøker mottakeren å bygge opp på nytt den opprinnelige pulje 80. Hvis noen deler av puljen 80 fremdeles mangler etter alle an- modninger om fornyet overføring er behandlet, tilpasses i tilstand 206 det forhold at en gjenutsendingsanmodning i seg selv kan gå tapt, og mottakeren vil da an-mode om det manglende parti av storrammen 40 med hensyn til posisjon og stør-relse.

Så snart puljen 80 er fullstendig mottatt, vil i tilstand 208 en positiv erkjennelse av dette forhold bli returnert tilbake til senderen.

Det vil nå forstås at ved å utføre segmenteringstrinnet for underkanalen først, forut for feilkorreksjons-dekodingen, vil den fulle nytte av feilkorreksjons-koden kunne oppnås samtidig som den datamengde som behøves å overføres på nytt nedsettes til et minimum. På grunn av at bit-feilene i utgangen fra den trellis-implementerte FEC-dekoder 75 har en tendens til å opptre sammen, vil de også derfor spesielt ha en tendens til å påvirke et enkelt segment 81.

Claims (24)

1. Fremgangsmåte omfattende: å produsere med en senderenhet et første flertall segmenter av en dataenhet; hvor hver av et første flertall segmenter inkluderer en datadel av dataenheten, et første sekvenstall og en første posisjonsidentifikator; hvor den første posisjonsidentifikator indikerer en posisjon av den datadelen i dataenheten; å sende med senderenheten det første flertall segmenter; å motta en indikasjon på at én av det første flertall segmenter mangler; og som svar på mottak av indikasjonen og på et vilkår at en segmentstørrelse skal minkes: å produsere med senderenheten et andre flertall segmenter; hvor hver av det andre flertall segmenter inkluderer en del av den ene av det første flertall segmenter, et andre sekvenstall og en andre posisjonsidentifikator; og å sende med senderenheten det andre flertall segmenter.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor det første og det andre flertall segmenter er foroverfeilkorreksjonskodet ved bruk av 1/3 rateturbodekoder.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor dataenheten er utledet fra en IP-pakke.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor en IP-pakke er en TCP/IP-pakke.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor en størrelse av pakkene er dynamisk justert.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor hver av det første flertall segmenter og hver av det andre flertall segmenter sendes i underrammer.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor segmentene av en andre dataenhet sendes før sending av det andre flertall segmenter.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor senderenheten er en abonnentenhet.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor senderenheten er en basestasjon.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor hver av det første flertall segmenter og hver av det andre flertall segmenter mottas i underrammer.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor segmentene av en andre dataenhet mottas før mottak av det andre flertall segmenter.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor en mottakerenhet er en abonnentenhet.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor en mottakerenhet er en basestasjon.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende: å sette sammen en blokk som inkluderer et tredje flertall segmenter, hvor minst én av det tredje flertall segmenter er én av det andre flertall segmenter; og feilkorrigering fremover (FEC) koding av den sammensatte blokken.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, videre omfattende: å sette sammen en blokk som inkluderer et tredje flertall segmenter, hvor minst én av det tredje flertall segmenter er én av det første flertall segmenter; og feilkorrigering fremover (FEC) koding av den sammensatte blokken.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, videre omfattende: å separer bitsene til den FEC kodede sammensatte blokken for sending ved bruk av et flertall CDMA-underkanaler.

17. Fremgangsmåte omfattende: å motta med en mottakerenhet i det minste én av et første flertall segmenter av en dataenhet; hvor hver av et første flertall segmenter inkluderer en datadel av dataenheten, et første sekvenstall og en første posisjonsidentifikator; hvor den første posisjonsidentifikator indikerer en posisjon av den datadelen i dataenheten; på et vilkår at et manglende segment av det første flertall segmenter ikke er mottatt med suksess, å sende med mottakerenheten en indikasjon på et manglende segment; som svar på sendingen av indikasjonen av det manglende segmentet og på et vilkår at en segmentstørrelse skal minkes: å motta med mottakerenheten et andre flertall segmenter; hvor hver av det andre flertall segmenter inkluderer en del av det manglende segment, et andre sekvenstall og en andre posisjonsidentifikator; og å sette sammen igjen dataenheten ved bruk av det første og det andre flertall segmenter som er mottatt med suksess, det første og andre sekvenstall og den første og den andre posisjonsidentifikator.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor det å sette sammen igjen dataenheten videre benytter en lengde assosiert med hver av det første og det andre flertall segmenter.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, hvor det første og det andre flertall segmenter er feilkorrigering fremover kodet ved bruk av 1/3 rateturbodekoder.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor dataenheten er utledet fra en IP-pakke.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 20, hvor IP-pakken er en TCP/IP-pakke.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor mottakingen av mottakerenheten av det andre flertall segmenter inkluderer: å motta en blokk som inkluderer et tredje flertall segmenter, hvor minst én av det tredje flertall segmenter er én av det andre flertall segmenter; og feilkorrigering fremover (FEC) dekoding av den blokken for å gjenvinne det mottatte andre flertall segmenter.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, hvor mottakingen av mottakerenheten av det første flertall segmenter inkluderer: å motta en blokk som inkluderer et tredje flertall segmenter, hvor minst én av det tredje flertall segmenter er én av det første flertall segmenter; og feilkorrigering fremover (FEC) dekoding av den blokken for å gjenvinne det mottatte første flertall segmenter.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23, videre omfattende: å motta et flertall CDMA-underkanaler og kombinere bitsene fra flertallet CDMA-underkanaler inn i den mottatte blokken.