УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИЛИ ПРИЕМА ДАННЫХ
DEVICE AND METHOD TO RECEIVE OR TRANSMIT DATA

Область техники
Данное изобретение относится к передающему устройству, принимающему устройству, способу передачи данных и способу приема данных в системе радиосвязи (беспроводной связи).
Уровень техники
В радиосвязи, в том числе в мобильной связи, во время передачи информации кроме звуковых данных могут передаваться такие данные, как информация для определения позиции коммуникации.
Также существует система сотового телефона, описанная, например, в опубликованной (открытой) заявке на патент Японии № 10-215328 (страницы 3-6 и фигура 2), которая выполнена с возможностью передачи дополнительной информации для распространения услуг, таких как справочные данные относительно номеров телефона, информация местоположения источника сообщения и профиль источника сообщения. Эта дополнительная информация используется и передается как дополнительные данные. Предполагая, что звуковые данные являются основными данными, дополнительные данные являются связанными данными, которые связаны с основными данными и передаются отдельно с распределением по времени, отличным от распределения по времени для передачи звуковых данных.
Однако дополнительные данные являются данными для распространения услуг, как описано выше, и не всегда необходимы. Когда отдельно обеспечивается распределение по времени, отличное от распределения по времени для передачи звуковых данных, чтобы передать такие дополнительные данные, эффективность передачи ухудшается. Таким образом, это не является предпочтительным.
В качестве устройства связи имеется устройство связи, которое управляет наличием или отсутствием прямого исправления ошибок (FEC) в соответствии с данными процедуры связи путем процедуры подтверждения связи, преобразовывает скорость с учетом прямого исправления ошибок (FEC) основных данных и передает данные, используя добавку по скорости. Однако в таком устройстве связи требуется процедура связи (протокол), и процедура усложняется.
Данное изобретение было разработано с учетом таких проблем в прошлом, и задачей изобретения является предоставление передающего устройства, принимающего устройства, способа передачи данных и способа приема данных, которые способны эффективно выполнять передачу и прием связанных данных, которые связаны с основными данными.
Другой целью данного изобретения является предоставление передающего устройства, принимающего устройства, способа передачи данных и способа приема данных, которые способны к простому управлению наличием или отсутствием коррекции ошибок.
Раскрытие изобретения
Для достижения цели изобретения передающее устройство согласно первому аспекту изобретения в основном включает в себя компонент добавления битов, который добавляет предопределенные биты к битам основных данных в соответствии с качеством среды канала связи, чтобы сформировать смешанные битовые данные; и компонент модуляции, который выполняет модуляцию на основе сформированных смешанных битовых данных, чтобы сформировать модулированный волновой сигнал, и передает модулированный волновой сигнал. Компонент добавления битов функционирует так, чтобы принимать решение относительно качества среды канала связи, добавлять, когда принято решение, что среда канала связи является дефектной, избыточные биты к соответствующим битам основных данных, чтобы сформировать смешанные битовые данные, и добавлять, когда принято решение, что среда канала связи не является дефектной, соответствующие биты связанных данных, которые связаны с основными данными, к соответствующим битам основных данных вместо избыточных битов, чтобы сформировать смешанные битовые данные.
А именно компонент добавления битов выполнен с возможностью упорядочивать символы смешанных битовых данных, добавленных с избыточными битами, таким образом, чтобы эвклидово кодовое расстояние смешанных битовых данных расширялось.
Предпочтительно компонент добавления битов выполнен с возможностью добавлять избыточные биты к соответствующим битам основных данных таким образом, чтобы формировался код Грея.
Передающее устройство изобретения также включает в себя компонент измерения показателя интенсивности принятого сигнала, который производит измерения показателя интенсивности принятого сигнала адресата передачи данных. Компонент добавления битов выполнен с возможностью получать данные показателя интенсивности принятого сигнала от компонента измерения показателя интенсивности принятого сигнала и принимать решение относительно качества среды канала связи на основе полученных данных уровня показателя интенсивности принятого сигнала.
Предпочтительно компонент добавления битов выполнен с возможностью получать, по меньшей мере, одну порцию информации показателя интенсивности принятого сигнала, измеренного адресатом передачи данных, векторную ошибку демодулированной волны и битовую ошибку и принять решение относительно качества среды канала связи на основе полученной информации.
Компонент модуляции может выполнять модуляцию в соответствии с системой многозначной частотной модуляции.
Принимающее устройство согласно второму аспекту изобретения является принимающим устройством, которое выполнено с возможностью принимать сигнал, сформированный на основе данных, полученных путем добавления предопределенных битов к соответствующим битовым данным основных данных. Принимающее устройство включает в себя компонент демодуляции, который демодулирует принятый сигнал; компонент идентификации символов, который применяет в каждом интервале дискретизации Найквиста идентификацию символа к сигналу, демодулированному компонентом демодуляции, чтобы сформировать значение символа; компонент преобразования битов, который преобразовывает значение символа, сформированное компонентом идентификации символа, в битовое значение; и компонент восстановления данных, который объединяет соответствующие биты основных данных для восстановления исходных основных данных из битового значения, преобразованного компонентом преобразования битов, объединяет битовые данные, добавленные к соответствующим битовым данным основных данных, чтобы сформировать объединенные данные, принимает решение о достоверности сформированных объединенных данных, восстанавливает данные, относительно которых принято решение, что они достоверны, как дополнительные данные, удаляет добавленные биты, когда принято решение, что объединенные данные недостоверны, и объединяет битовые данные, из которых удалены добавленные биты, чтобы восстановить исходные данные.
Предпочтительно компонент восстановления данных выполнен с возможностью принимать решение о достоверности объединенных данных, сформированных путем объединения добавленных битовых данных, в соответствии с контролем с помощью циклического избыточного кода.
Способ передачи данных согласно третьему аспекту изобретения в основном включают в себя этап принятия решения относительно качества среды канала связи; этап добавления, когда принято решение, что среда канала связи является дефектной, избыточных битов к соответствующим битам основных данных, чтобы сформировать смешанные битовые данные, и добавления, когда принято решение, что среда канала связи не является дефектной, соответствующих битов связанных данных, которые связаны с основными данными, к соответствующим битам основных данных вместо избыточных битов, чтобы сформировать смешанные битовые данные; и этап формирования модулированного волнового сигнала на основе сформированных смешанных битовых данных, чтобы передать модулированный волновой сигнал.
Способ приема данных согласно четвертому аспекту изобретения представляет собой способ приема сигнала, сформированного на основе смешанных битовых данных, полученных путем добавления предопределенных битов к соответствующим битам основных данных. Способ приема данных включают в себя этап демодулирования принятого сигнала; этап применения в каждом интервале дискретизации Найквиста идентификации символа к демодулированному сигналу; этап преобразования значения символа, полученного путем выполнения идентификации символа, в битовое значение; этап объединения соответствующих битовых данных основных данных, чтобы восстановить исходные основные данные из данных битового значения, преобразованных на этапе преобразования битов; и этап объединения битов, добавленных к соответствующим битам основных данных, чтобы сформировать объединенные данные из данных битового значения, преобразованных компонентом преобразовывания битов, чтобы сформировать объединенные данные, принятия решения о достоверности сформированных объединенных данных, восстановления данных, относительно которых принято решение, что они являются достоверными, как дополнительных данных, удаления добавленных битов, когда принято решение, что объединенные данные не являются достоверными, и объединения битовых данных, из которых удалены добавленные биты, чтобы восстановить исходные данные.
В другом аспекте изобретение может быть осмыслено как компьютерная программа, которая вызывает выполнение компьютером последовательности этапов обработки сигнала способа передачи данных и способа приема данных.
В этом случае компьютерная программа для передачи данных представляет собой программу для выполнения следующей последовательности обработки:
обработка для принятия решения относительно качества среды канала связи;
обработка для добавления, когда принято решение, что среда канала связи является дефектной, избыточных битов к соответствующим битам основных данных, чтобы сформировать смешанные битовые данные, и добавления, когда принято решение, что среда канала связи не является дефектной, соответствующих битов связанных данных, которые связаны с основными данными, к соответствующим битам основных данных вместо избыточных битов, чтобы сформировать смешанные битовые данные; и
обработка для формирования модулированного волнового сигнала на основе данных, сформированных, чтобы передать модулированный волновой сигнал.
Компьютерная программа для приема данных представляет собой компьютерную программу для выполнения следующей последовательности обработки:
обработка для демодулирования принятого сигнала;
обработка для применения в каждом интервале дискретизации Найквиста идентификации символа к демодулированному сигналу, чтобы сформировать значение символа;
обработка для преобразования значения символа, сформированного идентификацией символа, в битовое значение;
обработка для объединения соответствующих битовых данных основных данных с основными исходными данными, чтобы восстановить исходные данные из данных преобразованного битового значения; и
обработка для объединения битов, добавленных к соответствующим битам основных данных, чтобы сформировать объединенные данные из данных преобразованного битового значения, принятия решения относительно достоверности сформированных объединенных данных, восстановления данных, относительно которых принято решение, что они являются достоверными, как дополнительных данных, удаления добавленных битов, когда принято решение, что объединенные данные не являются достоверными, и объединения битовых данных, из которых удалены добавленные биты, чтобы восстановить исходные данные.
Согласно изобретению получены функциональные эффекты, при которых возможно эффективно выполнять передачу и прием связанных данных, которые связаны с основными данными, и возможно легко управлять наличием или отсутствием коррекции ошибок.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 - блок-схема, показывающая состав передающего устройства и принимающего устройства согласно варианту осуществления изобретения;
Фигура 2 - пояснительная диаграмма, показывающая состав кадра данных звукового вокодера;
Фигура 3 - пояснительная диаграмма, показывающая состав дополнительных данных;
Фигура 4 - пояснительная диаграмма, показывающая пороговые значения для компонента добавления битов на фигуре 1, чтобы принять решение об уровне показателя интенсивности принятого сигнала;
Фигура 5 - пояснительная диаграмма, показывающая индикаторную диаграмму и подробности идентификации символа в случае, в котором используется четырехкратная частотная модуляция Найквиста;
Фигура 6 - пояснительная диаграмма, показывающая операции передающего устройства, показанного на фигуре 1;
Фигура 7 - схема последовательности операций, показывающая подробности обработки добавления битов, выполняемой компонентом добавления битов, показанным на фигуре 1;
Фигура 8 - пояснительная диаграмма, показывающая операции принимающего устройства, показанного на фигуре 1;
Фигура 9 - схема последовательности операций, показывающая подробности обработки принятия решения для дополнительных данных, выполняемой компонентом восстановления кадра, показанным на фигуре 1;
Фигура 10 - пояснительная диаграмма, показывающая специфические подробности обработки принятия решения для дополнительных данных, выполняемой компонентом восстановления кадра; и
Фигура 11 - блок-схема, показывающая пример приложения для принятия решения относительно качества среды канала связи.
Наилучший режим осуществления изобретения
Передающее устройство и принимающее устройство согласно варианту осуществления изобретения далее будут более точно разъяснены со ссылкой на чертежи.
Состав передающего устройства и принимающего устройства согласно этому варианту осуществления показан на фигуре 1.
Передающее устройство и принимающее устройство согласно этому варианту осуществления включают в себя передающее устройство 11 и принимающее устройство 21.
Передающее устройство 11 передает сигнал, модулированный в соответствии с предоставленными данными, и включает в себя компонент 12 разделения, компонент 13 измерения показателя интенсивности принятого сигнала, компонент 14 добавления битов, перемежитель 15, компонент 16 формирования сигнала основной полосы, компонент 17 частотной модуляции и передающую антенну 18.
В этом варианте осуществления как пример будет поясняться случай, в котором звуковой вокодер передается в соответствии с четырехкратной корневой системой частотной модуляции Найквиста.
Звуковой вокодер представляет собой систему представления звукового сигнала в цифровой форме и систему для анализа и извлечения набора параметров звуков и повторного синтеза звуков из параметров. Как показано на фигуре 2, данные звукового вокодера сформированы как кадр и обрабатываются с информацией данных, разделенных на временные фрагменты.
Данные звукового вокодера формируются как кадр с 20 мс в качестве фрагмента. Кадр данных звукового вокодера включает в себя звуковые данные и данные коррекции ошибок. Количество битов одного кадра установлено в 72 бита (3600 бит/с). Звуковые данные являются данными, обозначающими звуковую информацию. Данные коррекции ошибок являются данными для коррекции ошибок и обнаружения ошибок для звуковых данных.
Данные коррекции ошибок включают в себя 5-битные данные контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC), 5-битные данные защиты циклического избыточного кода (CRC) и 18-битные данные защиты звука.
Количество битов звуковых данных установлено в 44 бита в одном кадре. Количество битов коррекции ошибок установлено в 28 битов.
Соответствующие битовые данные звуковых данных перестроены в порядке, начиная с тех, которые имеют самую высокую важность для человеческого слуха. Среди битовых данных звуковые данные, которые должны быть защищены, сформированы как 18-битовые звуковые данные, и звуковые данные, которые не должны быть защищены, сформированы как 26-битовые звуковые данные.
Звуковые данные, которые должны быть защищены, являются данными с высокой важностью, которые должна быть защищены даже в среде, в которой имеется тенденция к появлению множества ошибок и состояние связи не удовлетворительно. Например, при обмене данными, таком как речевой вызов, звук включает в себя большое количество элементов, которые могут быть зафиксированы человеческим восприятием. Важно позволить распознать, какие виды слов произнесены, даже если на звук был наложен шум.
Важно найти, как защитить такие битовые данные с высокой важностью. В этом варианте осуществления такие битовые данные с высокой важностью защищены с помощью простоты построения.
Ссылаясь снова на фигуру 1 увидим, что компонент 12 разделения снабжается данными звукового вокодера, показанного на фигуре 2, и разделяет предоставленные данные побитно. Биты, которые считаются имеющими высокую важность, как описано выше, вычисляются заранее в соответствии с проверкой, моделированием или подобной процедурой алгоритма вокодера, как описано выше. Биты данных звукового вокодера размещены в порядке, начиная с бита с самой высокой важностью.
Компонент 13 измерения показателя интенсивности принятого сигнала измеряет показатель интенсивности принятого сигнала (далее - RSSI) для принятия решения относительно качества среды канала связи. Предполагается, что передающее устройство 11 и принимающее устройство 21 в этом варианте осуществления выполняют передачу данных и прием в полном дуплексе (система дуплексной связи). В случае полного дуплекса передающее устройство 11 может прогнозировать среду приема принимающего устройства 21 в соответствии с показателем интенсивности принятого сигнала принятой радиоволны.
Компонент 14 добавления битов добавляет значение "1" или биты дополнительных данных к битам с высокой важностью среди соответствующих битовых данных, разделенных компонентом 12 разделения для формирования 2-битовых данных (например, циклический код Грея).
Компонент 14 добавления битов получает RSSI от компонента 13 измерения RSSI, принимает решение относительно уровня показателя интенсивности принятого сигнала и принимает решение относительно качества среды канала связи, сравнивая полученный RSSI с заранее установленными пороговыми значениями. Компонент 14 добавления битов устанавливает биты, которые будут добавлены, в соответствии с уровнем показателя интенсивности принятого сигнала.
Когда компонент 14 добавления битов принимает решение, что показатель интенсивности принятого сигнала низок, компонент 14 добавления битов добавляет избыточные битовые данные к соответствующим битовым данным звуковых данных, которые должны быть защищены, для формирования закодированных смешанных битовых данных. Когда компонент 14 добавления битов принимает решение, что показатель интенсивности принятого сигнала высок, компонент 14 добавления битов добавляет соответствующие битовые данные дополнительных данных к соответствующим битовым данным звуковых данных, которые должны быть защищены, вместо избыточных битовых данных, для формирования смешанных битовых данных.
Дополнительные данные представляют собой данные, полученные путем унификации дополнительной информации для раcпространения услуг, таких как справочные данные относительно номеров телефона, информация о местоположении источника и профиль источника, и представляют собой данные, связанные со звуковыми данными, которые должны быть защищены.
Как описано выше, в случае данных звукового вокодера звуковые данные, которые должны быть защищены, являются 18-битовыми данными. Если присоединены 5 битов данных контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC), звуковые данные являются 23-битовыми данными. Поэтому компонент 14 добавления битов формирует 23-битовые дополнительные данные, чтобы связать дополнительные данные с 23-битовыми данными.
Как показано на фигуре 3, если предполагается, что дополнительная информация представляет собой 168-битовые данные и контроль циклическим избыточным кодом представляет собой 16-разрядные данные, общее количество битов дополнительной информации, включая 16 битов контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC), составляет 184 бита. Поэтому, когда компонент 12 разделения разделяет дополнительную информацию, включая контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC) для формирования 23-битовых дополнительных данных, общее количество фрагментов дополнительных данных равно восьми.
В случае данных звукового вокодера, когда предполагается, что данные контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC) представляют собой 16-битные данные и один кадр составляет 20 мс, возможно выполнить передачу данных на скорости 1150 бит/с.
Как показано на фигуре 4, компонент 14 добавления битов устанавливает два пороговых значения A и В для сравнения с измеренным RSSI. Пороговое значение A представляет собой пороговое значение для определения уровня RSSI. Если измеренный RSSI ниже, чем пороговое значение A, компонент 14 добавления битов принимает решение, что RSSI низок и устанавливает значение "1" в данных, добавленных к битам с высокой важностью, разделенным компонентом 12 разделения. Если RSSI равен или выше, чем пороговое значение A, компонент 14 добавления битов принимает решение, что RSSI высок, и устанавливает соответствующие биты дополнительных данных в соответствующих битах с высокой важностью, разделенных компонентом 12 разделения.
Пороговое значение В представляет собой пороговое значение для того, чтобы обусловить стабильную работу компонента 14 добавления битов. Даже если измеренный RSSI опускается ниже порогового значения A, а затем превышает пороговое значение A из низкого уровня, пока RSSI ниже, чем пороговое значение B, компонент 14 добавления битов продолжает ту работу, которую компонент 14 добавления битов выполняет в этот момент. Компонент 14 добавления битов включает в себя компонент хранения (не показан) для хранения этих двух пороговых значений A и B.
Перемежитель 15 производит с 2-битовыми данными, сформированными компонентом 14 как фрагменты, чередование между битами звуковых данных, которые должны быть защищены, и битами звуковых данных, которые не должны быть защищены. Перемежитель 15 формирует последовательность данных для уменьшения блочных ошибок из-за фазирования и т.п. путем распределения расположения важных битов и циклического избыточного кода (CRC) в кадре.
Компонент 16 формирования сигнала основной полосы формирует сигнал основной полосы на основе последовательности данных с данными, для которых перемежитель 15 осуществил чередование.
Компонент 17 частотной модуляции модулируют несущую, используя сигнал основной полосы, сформированный компонентом 16 формирования сигнала основной полосы в соответствии с системой четырехкратной корневой частотной модуляции Найквиста. Компонент 17 частотной модуляции включает в себя фильтр с косинусоидальным сглаживанием амплитудно-частотной характеристики. Компонент 17 частотной модуляции формируют сигнал, формируя индикаторную диаграмму, показанную на фигуре 5, из сигнала основной полосы, сформированного компонентом 16 формирования сигнала основной полосы. Передающая антенна 18 передает сигнал, подвергнутый частотной модуляции компонентом 17 частотной модуляции, как радиоволну.
Принимающее устройство 21 включает в себя принимающую антенну 22, компонент 23 частотной демодуляции, компонент 24 идентификации символов, компонент 25 битового преобразования, обращенный перемежитель 26 и компонент 27 восстановления кадра.
Принимающая антенна 22 принимает радиоволну, переданную с передающего устройства 11, и преобразовывает радиоволну в сигнал на основе системы частотной модуляции.
Компонент 23 частотной демодуляции выполняет частотную демодуляцию и формирует сигнал обнаружения, преобразовывая сигнал системы частотной модуляции, преобразованный принимающей антенной 22, в сигнал напряжения с напряжением, основанным на частоте.
Компонент 24 идентификации символов выполняет идентификацию символа в точке Найквиста сигнала обнаружения, сформированного компонентом 23 частотной демодуляции. Индикаторная диаграмма, показанная на фигуре 5, выводится в соответствии с сигналом обнаружения, сформированным компонентом 23 частотной демодуляции. Согласно системе четырехкратной частотной модуляции наблюдаются максимально три просвета в этой индикаторной диаграмме.
Для точки просвета как точки Найквиста заранее устанавливаются три пороговых значения th+, th0 и th- для выполнения идентификации символа. Компонент 24 идентификации символов выполняет идентификацию символа, сравнивая три пороговых значения th+, th0 и th- в точке Найквиста с напряжением сигнала обнаружения.
Компонент 24 идентификации символов принимает решение, что значение символа равно +3, когда напряжение сигнала обнаружения в точке Найквиста превышает пороговое значение th+. Компонент 24 идентификации символов принимает решение, что значение символа равно +1, когда напряжение сигнала обнаружения в точке Найквиста равно или выше, чем пороговое значение th0, и равно или ниже, чем пороговое значение th+. Компонент 24 идентификации символов принимает решение, что значение символа равно -1, когда напряжение сигнала обнаружения в точке Найквиста ниже, чем пороговое значение th0, и равно или выше, чем пороговое значение th-. Компонент 24 идентификации символов принимает решение, что значение символа равно -3, когда напряжение сигнала обнаружения в точке Найквиста ниже, чем пороговое значение th-.
Компонент 25 преобразования битов преобразовывает значение символа, идентифицированного компонентом 24 идентификации символов, в биты битового значения на основе значения символа. Как показано на фигуре 5, когда значение символа, идентифицированного компонентом 24 идентификации символов, равно +3, компонент 25 битового преобразования преобразовывает значение символа +3 в битовое значение "0, 1". Когда значение символа равно +1, компонент 25 битового преобразования преобразовывает значение символа +1 в битовое значение "0, 0". Когда значение символа равно -1, компонент 25 битового преобразования преобразовывает значение символа -1 в битовое значение "1, 0". Когда значение символа равно -3, компонент 25 битового преобразования преобразовывает значение символа -3 в битовое значение "1, 1". Массив битов, подвергнутых битовому преобразованию компонентом 25 битового преобразования, является циклическим кодом Грея.
Обращенный перемежитель 26 восстанавливает первоначальную последовательность данных, подвергнутых битовому преобразованию компонентом 25 битового преобразования, в двухбитовых фрагментах.
Компонент 27 восстановления кадра формирует первоначальный кадр данных из данных, первоначальная последовательность которых была восстановлена обращенным перемежителем 26.
Компонент 27 восстановления кадра объединяет битовые данные, добавленные к соответствующим битам высшего порядка, с данными высокой важности среди данных, первоначальная последовательность которых была восстановлена обращенным перемежителем 26, для восстановления 23-битовых звуковых данных, которые должны быть защищены.
Компонент 27 восстановления кадра объединяет битовые данные младших разрядов, добавленные к битовым данным старших разрядов, предполагая, что соответствующие битовые данные звуковых данных, которые должны быть защищены, являются битовыми данными старших разрядов, для формирования 23-битового фрагмента данных. Компонент 27 восстановления кадра включает в себя буферы. Компонент 27 восстановления кадра сохраняет восемь 23-битовых фрагментов данных в буферах таким образом, что количество фрагментов данных соответствует общему количеству дополнительных данных.
Компонент 27 восстановления кадра принимает решение на основе наличия или отсутствия ошибки контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC), достоверны ли восемь фрагментов данных, сохраненных в буферах, или не достоверны. Если принято решение, что сохраненные фрагменты данных достоверны, компонент 27 восстановления кадра объединяет восемь фрагментов дополнительных данных для восстановления дополнительной информации, показанной на фигуре 3, предполагая, что данные соответствующих частей данных являются дополнительными данными.
Компонент 27 восстановления кадра не рассматривает дополнительные данные как достоверные данные, если контроль с использованием циклического избыточного кода (CRC) показывает ошибку из-за ошибки связи. Однако возможно эффективно собирать достоверные данные путем увеличения количества буферизаций и выполнения принятия решения максимального правдоподобия.
С другой стороны, когда принято решение, что сохраненные части данных не достоверны, компонент 27 восстановления кадра удаляет избыточные биты, предполагая, что биты добавлены как избыточные биты.
Операции передающего устройства и принимающего устройства в соответствии с этим вариантом осуществления будут разъяснены ниже.
Компонент 12 разделения передающего устройства 11 разделяет побитно звуковые данные, которые должны быть защищены, в том числе 5 битов контроля при помощи циклического избыточного кода (CRC), среди предоставленных данных звукового вокодера, показанных на фигуре 6(a), для формирования битовых данных, каждые из которых имеют один бит, показанных на фигуре 6(b). Компонент 12 разделения разделяет звуковые данные, которые не должны быть защищены, на битовые данные, каждые из которых имеют два бита.
Компонент 13 измерения RSSI измеряет RSSI между передающим устройством 11 и принимающим устройством 21.
Компонент 14 добавления битов разделяет предоставленную дополнительную информацию на восемь фрагментов для обеспечения восьми 23-битовых фрагментов дополнительных данных. Компонент 14 добавления битов выполняет обработку добавления битов в соответствии с блок-схемой, показанной на фигуре 7.
Компонент 14 добавления битов 14 устанавливает 0 в блоке дополнительных данных с номером n для инициализации блока с номером n (этап S11).
Компонент 14 добавления битов получает RSSI, измеренный компонентом 13 измерения RSSI (этап S12).
Компонент 14 добавления битов принимает решение, является ли полученный RSSI равным или выше, чем пороговое значение A (этап S13).
Если принято решение, что RSSI ниже, чем пороговое значение A ("Нет" на этапе S13), компонент 14 добавления битов устанавливает битовое значение, которое должно быть добавлено к соответствующим разделенным битовым данным, полученным из звуковых данных, которые должны быть защищены, в значение "1". Компонент 14 добавления битов добавляет биты с установленным битовым значением "1" к соответствующим разделенным битовым данным звуковых данных, которые должны быть защищены, в том числе 5 битам контроля при помощи циклического избыточного кода (CRC), для формирования 2-битовых данных (этап S14).
Компонент 14 добавления битов принимает решение, закончено ли добавление данных со значением "1" к данным для одного кадра (этап S15).
Если принято решение, что добавление данных со значением "1" закончено ("Да" на этапе S15), компонент 14 добавления битов завершает эту обработку добавления битов.
Если принято решение, что добавление данных со значением "1" не закончено ("Нет" на этапе S15), компонент 14 добавления битов получает данные RSSI, измеренного с помощью компонента 13 измерения RSSI (этап S16).
Компонент 14 добавления битов принимает решение, является ли полученный RSSI равным или выше, чем пороговое значение В (этап S17).
Если принято решение, что полученный RSSI меньше, чем пороговое значение В ("Нет" на этапе S17), даже если RSSI равен или больше, чем пороговое значение A, компонент 14 добавления битов добавляет бит с установленным битовым значением "1" к соответствующим разделенным битовым данным звуковых данных, которые должны быть защищены (этап S14).
Если принято решение, что полученный RSSI равен или больше, чем порог В ("Да" на этапе S17), компонент 14 добавления битов устанавливает значение 0 в значении n и получает данные RSSI, измеренного с помощью компонента 13 измерения показателя интенсивности принятого сигнала (этапы S11 и S12).
Если принято решение, что RSSI принятой радиоволны равен или больше, чем пороговое значение A (Да в шаге S13), компонент добавления битов 14 добавляет соответствующие битовые данные дополнительных данных с порядковым номером n, в том числе 5 битов контроля с помощью циклического избыточного кода, к соответствующим битовым данным одного кадра, полученного путем разделения звуковых данных, которые должны быть защищены (этап S18).
Компонент 14 добавления битов увеличивает значение n на единицу (этап S19).
Компонент 14 добавления битов принимает решение, достигло ли n значения 8 (этап S20).
Если принято решение, что n не достигло значения 8 ("Нет" на этапе S20), компонент 14 добавления битов снова получает данные RSSI и последовательно добавляет дополнительные данные к соответствующим битовым данным, полученным путем разделения звуковых данных, которые должны быть защищены, пока полученный RSSI не меньше, чем пороговое значение A (этапы S12 к S19).
Если принято решение, что n достигло значения 8 ("Да" на этапе S20), компонент 14 добавления битов завершает эту обработку.
Таким образом, компонент 14 добавления битов добавляет значение "1" или биты дополнительных данных к битам с высокой важностью среди соответствующих битовых данных, разделенных компонентом 12 разделения, для формирования 2-битовых данных, показанных на фигуре 6(c).
Перемежитель 15 производит с двумя битами данных, сформированными компонентом 14 добавления битов как фрагмент, чередование между парой, сформированной битом, добавленным с битовыми данными, и битом звуковых данных, которые должны быть защищены, и двумя битами звуковых данных, которые не должны быть защищены, для формирования последовательности данных, показанной на фигуре 6(d).
Компонент 16 формирования сигнала основной полосы формирует сигнал основной полосы на основе последовательности данных, к которой было применено чередование битов с помощью перемежителя 15.
Компонент 17 частотной модуляции модулируют несущую, используя сигнал основной полосы, сформированный компонентом 16 формирования сигнала основной полосы в соответствии с системой четырехкратной корневой частотной модуляции Найквиста. Передающая антенна 18 передает сигнал, подвергнутый частотной модуляции с помощью компонента 17 частотной модуляции, как радиоволну.
Принимающая антенна 22 принимающего устройства 21 принимают радиоволну, переданную с передающего устройства 11, и преобразовывает радиоволну в сигнал на основе системы частотной модуляции. Компонент 23 частотной демодуляции преобразовывают сигнал частотной модуляции, преобразованный принимающей антенной 22, в сигнал напряжения с напряжением, основанным на частоте сигнала частотной модуляции, для формирования сигнала обнаружения.
Компонент 24 идентификации символов сравнивает напряжение в точке Найквиста сигнала обнаружения, сформированного компонентом 23 частотной демодуляции, с тремя пороговыми значениями th+, th0 и th-, установленными заранее, для выполнения идентификации символа.
Компонент 25 преобразования битов преобразовывает символ, идентифицированный компонентом 24 идентификации символов, в бит с битовым значением, основанным на значении символа.
Как показано на фигуре 8(e), если значением символа, полученным в результате идентификации компонентом идентификации символов, является -3, как показано на фигуре 8(f), компонент 25 преобразования битов преобразовывает значение символа в битовое значение "1, 1". Подобным образом компонент 25 преобразования битов выполняет преобразование битов в соответствии со значением идентификации символа. Битовый массив данных, к которому применено преобразование битов, является массивом циклического кода Грея.
Как показано на фигуре 8(g), обращенный перемежитель 26 восстанавливает первоначальную последовательность битов данных, к которым применено преобразование битов с помощью компонента 25 преобразования битов, чтобы они были массивом данных пары из бита, добавленного с избыточными битовыми данными, и бита звуковых данных, которые должны быть защищены, и двух битов звуковых данных, которые не должны быть защищены.
Как показано на фигуре 8(h), компонент 27 восстановления кадра побитно отделяет данные с двумя битами, первоначальная последовательность каждого из которых восстановлена обращенным перемежителем 26. Компонент 27 восстановления кадра объединяет битовые данные звуковых данных, которые должны быть защищены, среди битовых данных, отделенных как биты старших разрядов, и восстанавливает 5-битовый циклический избыточный код (CRC) и 18-битовые защищенные звуковые данные.
Компонент 27 восстановления кадра объединяет биты младших разрядов, добавленные к битам старших разрядов среди отделенных битовых данных для формирования 23-битового фрагмента данных, показанного на фигуре 8(i). Компонент 27 восстановления кадра сохраняет этот фрагмент данных в буферах в порядке получения. Когда фрагмент данных сохранен в восьми буферах, компонент 27 восстановления кадра выполняет обработку принятия решения для дополнительных данных в соответствии с блок-схемой, показанной на фигуре 9.
Компонент 27 восстановления кадра вычисляет циклический избыточный код (CRC) восьми сохраненных фрагментов данных (этап S31).
Компонент 27 восстановления кадра принимает решение, достоверны ли восемь фрагментов данных или не достоверны, на основе вычисленного циклического избыточного кода (CRC) (этап S32).
Если не произошло никаких ошибок в вычисленном циклическом избыточном коде (CRC), компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что восемь фрагментов данных достоверны ("Да" на этапе S32). В этом случае компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что восемь фрагментов данных являются дополнительными данными, полученными разделением дополнительной информации, показанной на фигуре 3, на восемь частей, соответственно. Компонент 27 восстановления кадра объединяет восемь фрагментов дополнительных данных для восстановления дополнительной информации (этап S33).
Когда в вычисленном циклическом избыточном коде (CRC) встречается ошибка, компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что восемь фрагментов данных не являются достоверными ("Нет" на этапе S32). В этом случае компонент 27 восстановления кадра удаляет данные соответствующего фрагмента данных (этап S34). Компонент 27 восстановления кадра выполняет такую обработку принятия решения и завершает эту обработку.
Подробности обработки принятия решения для данных этим компонентом 27 восстановления кадра будут особо разъяснены на основе фигуры 10. Предполагается, что соответствующие блоки фигур 10(a)- 0(d) обозначают 23-битовые дополнительные данные, числовые значения в соответствующих блоках являются номерами фрагментов дополнительных данных, и фрагменты данных с номерами фрагментов от 0 до 7 формируют одну порцию дополнительной информации.
Когда множественные дополнительные данные, показанные на фигуре 10(a), предоставляются компоненту 27 восстановления кадра, как показано на фигуре 10(b), компонент 27 восстановления кадра сохраняет фрагменты данных с номерами фрагментов 6, 7 и от 0 до 5 в буферах в момент 1 времени.
Компонент 27 восстановления кадра вычисляет циклический избыточный код (CRC) фрагментов данных с номерами фрагментов 6, 7 и от 0 до 5, сохраненных в буферах. В данном случае циклический избыточный код (CRC) указывает ошибку. Когда циклический избыточный код (CRC) указывает ошибку, компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что фрагменты данных с номерами фрагментов 6, 7 и от 0 до 5 не являются достоверными ("Нет" на этапе S32), и удаляет данные этих фрагментов данных (обработка на этапе S34).
Как показано на фигуре 10(c), компонент 27 восстановления кадра сохраняет фрагменты данных с номерами фрагментов 7 и от 0 до 6 в буферах в момент 2 времени. Так как циклический избыточный код (CRC) сохраненного фрагмента данных с номерами фрагментов 7 и от 0 до 6 указывает ошибку, как в случае, показанном на фигуре 10(b), компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что фрагменты данных с номерами фрагментов 7 и от 0 до 6 не являются достоверными, и удаляет данные этих фрагментов данных (обработка на этапе S34).
Как показано на фигуре 10(d), компонент 27 восстановления кадра сохраняет фрагменты данных с номерами фрагмента от 0 до 7 в буферах в момент 3 времени. Если в соответствующих битовых данных ошибка не произошла, ошибка не происходит в циклическом избыточном коде (CRC) сохраненных фрагментов данных с номерами фрагментов от 0 до 7. Поэтому компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что фрагменты данных с номерами фрагментов от 0 до 7 являются достоверными ("Да" на этапе S32). Когда компонент 27 восстановления кадра принимает решение, что фрагменты данных с номерами фрагментов от 0 до 7 являются достоверными, компонент 27 восстановления кадра объединяет восемь фрагментов дополнительных данных для восстановления 168-битовой дополнительной информации, показанной на фигуре 3 (обработка на этапе S33).
Если внимание обращено только на битовые данные, которые должны быть защищены, в результате передающее устройство 11 выполняет двоичную модуляцию, а не четырехкратную модуляцию. Если биты младших разрядов являются избыточными битами, принимающее устройство 21 только удаляет биты младших разрядов. В результате обработка, выполняемая принимающим устройством 21, эквивалентна двоичной демодуляции.
Поэтому, хотя интервалы среди соответствующих символов во времени четырех значений равны "2", согласно такому построению в этом варианте осуществления интервалы символов изменяются на "6", что в три раза больше интервалов символа "2". Логически частота появления ошибочных битов улучшается примерно на 4.8 децибелов.
Как описано выше, передающее устройство 11 добавляет избыточные биты в системе четырехкратной частотной модуляции, и принимающее устройство 21 удаляет избыточные биты, добавленные передающим устройством 11. В результате, хотя обработка эквивалентна системе двоичной частотной модуляции в терминах характеристик, система модуляции тем не менее является системой четырехкратной частотной модуляции.
Как объяснено выше, согласно этому варианту осуществления передающее устройство 11 принимает решение относительно среды приема и определяет, должны ли быть переданы данные коррекции ошибок или должны быть переданы дополнительные данные. Принимающее устройство 21 принимает решение, являются ли дополнительные данные достоверными или недостоверными. Если принято решение, что дополнительные данные являются достоверными, принимающее устройство 21 объединяет дополнительные данные, чтобы восстановить дополнительную информацию.
Поэтому, так как передающее устройство 11 только добавляет битовые данные дополнительных данных вместо избыточных битовых данных, передающее устройство 11 может передать дополнительные данные простым способом. От принимающего устройства 21 вообще не требуется переключать процедуру обмена данными в соответствии с тем, передает ли передающее устройство 11 дополнительные данные или передает данные коррекции ошибок. Принимающее устройство 21 может легко управлять наличием или отсутствием коррекции ошибок. Например, даже если передаются данные для коррекции ошибок, так как прирост уже получен и дополнительные данные просто признаются недействительными, возможно принять идентичную процедуру связи.
Следовательно, даже если принимающее устройство 21 не применимо к дополнительным данным, принимающее устройство 21 может восстановить дополнительные данные. Таким образом, совместимость поддерживается независимо от того, применяется ли этот вариант осуществления или не применяется.
Возможно передавать и принимать дополнительные данные вне зависимости от процедуры подтверждения связи и без использования специального протокола. Принимающее устройство 21 может выполнять процедуру коррекции ошибок с простым построением независимо от наличия или отсутствия дополнительных данных.
Если передающее устройство 11 принимает решение, что среда приема является плохой, передающее устройство 11 добавляет избыточные биты к соответствующим битам данных звукового вокодера. Принимающее устройство 21 выполняет частотную демодуляцию и затем выполняет идентификацию символа для удаления избыточных битов, добавленных передающим устройством 11.
Поэтому даже в среде, в которой условия связи не являются удовлетворительными, возможно более надежно выполнять коррекцию ошибок. В частности, передающее устройство и принимающее устройство в этом варианте осуществления являются пригодными для телефонных вызовов и передачи звуков и изображений в потоке.
Если передающее устройство 11 принимает решение, что среда связи является плохой, передающее устройство 11 добавляет избыточные биты к данным. Принимающее устройство 21 удаляет избыточные биты из демодулированных данных. Поэтому возможно выполнить коррекцию ошибок путем выполнения такой простой обработки. Следовательно, по сравнению с передающим устройством и принимающим устройством системы прямой коррекции ошибок (FEC), которые выполняет много арифметических операций, и передающим устройством и принимающим устройством, которые используют декодер Витерби (Viterbi) или подобный, который требует большого объема памяти, поскольку арифметические операции для коррекции ошибок и объем памяти не требуются, в этом варианте осуществления возможно упростить построение передающего устройства и принимающего устройства. Так как нет необходимости приводить в действие процессор на высокой скорости, возможно осуществить потребление малой мощности.
В варианте осуществления изобретения возможны различные виды. Изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше.
Например, в варианте осуществления объясняется случай, в котором выполняется речевой вызов с использованием четырехкратной корневой частотной модуляции Найквиста. Однако данные для обработки не ограничены звуковыми данными и могут быть данными изображений. Частотная модуляция не ограничена четырьмя значениями и может быть многозначной с количеством значений, равным или больше четырех. Система модуляции не ограничена частотной модуляцией, могут использоваться и другие системы модуляции, такие как фазовая модуляция.
В этом варианте осуществления компонент измерения RSSI обеспечивается для принятия решения относительно качества среды канала связи. Однако построение для принятия решения о качестве среды канала связи не ограничено таким построением.
Например, как показано на фигуре 11, также возможно, что принимающее устройство 21 включает в себя компонент 28 измерения RSSI и компонент 28 измерения показателя интенсивности принятого сигнала измеряет RSSI и передает измеренный RSSI передающему устройству 11.
Также возможно, что принимающее устройство 21 передает не только RSSI, но также и такую информацию, как величина вектора ошибки (EVM) и частота появления ошибочных битов (BER), передающему устройству 11, и передающее устройство 11 принимает решение о качестве среды канала связи на основе этих порций информации.
При выполнении передачи и приема данных в полном дуплексе более практично, что принимающее устройство 21 передает информацию для принятия решения относительно качества среды канала связи передающему устройству 11.
В этом варианте осуществления разъясняются примеры, для которых определена важность битов, такие как речевые вызовы и потоковая передача данных. Однако этот вариант осуществления также достаточно применим к протоколу и почтовой связи, когда желательно легко увеличить прирост. Также возможно применить этот вариант осуществления не только к передаче дополнительных данных во время речевых вызовов, но также и к передаче дополнительных данных, отличных от телефонных вызовов.
В этом варианте осуществления как пример разъясняется случай, в котором 21-байтовые (168-битовые) дополнительные данные передаются как один фрагмент. Однако существуют различные длины данных дополнительных данных, и дополнительные данные не обязательно должны быть 21-байтовыми дополнительными данными. Когда передаются дополнительные данные с 21 байтом или более, должна быть лишь разработана структура данных, чтобы позволить компоновать множественные фрагменты на стороне принимающего устройства 21.
В этом варианте осуществления как пример разъясняется звуковой вокодер. Однако возможно применить этот вариант осуществления не только к звуковому вокодеру, но также и к передаче данных. В этом случае данные, для которых желательна частично усиленная защита, и другие данные должны лишь быть применены к данным, которые должны быть защищены, и данным, которые не должны быть защищены, в этом варианте осуществления.
В данных, используемых для передачи данных и т.п., количество битов может изменяться каждый раз, когда изменяется содержание обмена данными. Например, как в случае, в котором значения "FF" и "FE" являются флагами, указывающими соответственно передачу и прием, даже наименьший значащий бит имеет ту же самую важность, как биты старших разрядов. Даже в таком случае, например, когда возможно добавить 3-битовый флаг управления в конце данных и сделать только три бита стойкими к ошибке, чтобы определить важность, этот вариант осуществления чрезвычайно эффективен.
В этом варианте осуществления разъясняется система прямой связи между передающим устройством 11 и принимающим устройством 21, между которыми не вставлена базовая станция. Однако этот вариант осуществления также применим к системе, в которой вставлена базовая станция, такая как сотовый телефон, просто путем замены объекта передачи и приема прямой связи базовой станцией. Этот вариант осуществления применим не только к полной дуплексной операции, но также и к симплексной операции.
В этом варианте осуществления компонент 14 добавления битов добавляет избыточные битовые данные к соответствующим битам предоставляемых данных таким образом, что формируется циклический код Грея. Однако изобретение не ограничено вариантом осуществления, пока компонент 14 добавления битов размещает добавленные символы с избыточными битовыми данными таким образом, что эвклидово кодовое расстояние смешанных битовых данных, полученных добавлением избыточных битовых данных, расширяется.
Этот вариант осуществления может выполняться программным обеспечением. В этом случае передающее устройство 11 и принимающее устройство 12 включают в себя процессоры для выполнения программного обеспечения. Даже если этот вариант осуществления выполняется программным обеспечением, поскольку нет необходимости выполнять арифметические операции прямой коррекции ошибок (FEC), программа упрощается. Таким образом, возможно уменьшить объем памяти, требуемый для программы.
Также возможно, что программа, побуждающая компьютер работать как полное устройство воспроизведения или как компонент устройства воспроизведения или выполнять описанную выше обработку, сохранена на машиночитаемом носителе записи, таком как гибкий диск, компакт-диск, (CD-ROM) или цифровой диск универсального назначения (DVD), и распространена, и программа установлена на компьютер, чтобы побуждать компьютер работать в качестве описанных выше средств выполнения описанного выше процесса. В качестве альтернативы также возможно, что программа сохранена на дисковом устройстве или подобном устройстве, содержащемся в серверном устройстве в Интернете, и наложена, например, на несущую, чтобы быть загруженной на компьютер.
Промышленная применимость
Передающее устройство и принимающее устройство и способ передачи и приема для данных согласно изобретению могут соответствующим образом использоваться в системе беспроводной связи, например, в терминале мобильной связи или базовой станции.