Diversidad en el tiempo para transmisión de datos por un canal de voz.

Un decodificador para la recuperación de una señal de datos digitales transmitida por uncanal de voz digital de una red de telecomunicaciones inalámbricas,

dicho decodificadorcomprendiendo:

un módulo de extracción de característica (340) configurado para recibir una forma deonda de frecuencia de audio que codifica la señal de datos digitales transmitida por elcanal de voz digital de la red de telecomunicaciones inalámbricas y generar un primervector de característica que describe la forma de onda de frecuencia de audio;una memoria (225) configurada para almacenar uno o más vectores de característica;un módulo de estimación de secuencia de bits (360) configurado para analizar el primervector de característica y generar una primera secuencia de bits estimada quecorresponde a la señal de datos digitales;

y

un módulo de detección de error (235) configurado para comprobar si hay errores en laprimera secuencia de bits estimada, en donde el módulo de estimación de secuencia debits incluye un componente de combinación de diversidad de tiempo (360) configuradopara generar una segunda secuencia de ,bit,s estimada,,, si la primera secuencia de bitsestimado es errónea mediante análisis del primer vector de característica encombinación con el uno o más vectores de característica almacenados en la memoriacorrespondiente a transmisiones anteriores de la forma de onda de frecuencia audio.

CAMPO TÉCNICO [0001] Esta solicitud se refiere a telecomunicaciones inalámbricas, y más concretamente a combinación de diversidad de tiempo de datos digitales transmitidos por el canal de voz digital de una red de telecomunicaciones inalámbricas.

ANTECEDENTES [0002] Muchos componentes de telecomunicaciones utilizados en redes de telefonía móvil y fija se han diseñado para transmitir señales de voz de manera eficiente por canales de comunicación de voz. Por ejemplo, un codificador de voz digital (vocoder) utiliza técnicas de codificación . lineales predictivas para representar señales de voz. Estos codificadores predictivos lineales filtran el ruido (señales no de voz) , a la vez que comprimen y estiman los componentes de frecuencia de las señales de voz antes de ser transmitida por el canal de voz. [0003] A veces es deseable transmitir tanto señales de audio como datos digitales a través de una red de telecomunicaciones inalámbricas. Por ejemplo, cuando un usuario de teléfono móvil llama al "911" para ayuda de emergencia, el usuario puede desear enviar datos digitales de ubicación a un centro de llamadas por el mismo canal utilizado para explicar verbalmente las condiciones de emergencia a un operador humano. Sin embargo, puede ser difícil de transmitir señales de datos digitales por el canal de voz de una red inalámbrica ya que tales señales están sujetas a varios tipos de distorsión. [0004] Por ejemplo, una señal de datos digital que viaja por el canal de voz de una red inalámbrica puede ser distorsionada por efectos de vocoder causados por el algoritmo de voz comprimida. Además, las señales de datos digitales pueden ser distorsionadas por efectos de red causados por malas condiciones de RF XI ~, tráfic? inte, nso , de red. Estas distorsiones introducen errores de bits que pueden superarse mediante técnicas como la corrección de errores sin canal de retorno (FEC) y transmisión repetida de secuencias de bits. [0005] Debido a que hay muchos tipos de codificadores de voz (por ejemplo, EVRC, AMR, etc.) y muchas condiciones de red posibles, es difícil predecir la calidad del canal de voz y la tasa

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asociada de error de bits con antelación. Además, la calidad de un canal de voz puede variar rápidamente con el tiempo. Por lo tanto, es difícil diseñar un esquema FEC eficiente que reduzca al mínimo el número de bits suplementarios para la corrección de errores, mientras que al mismo tiempo proporciona un rendimiento de transmisión aceptable en un entorno de canal de baja calidad. Por ejemplo, un esquema FEC con muy pocos bits suplementarios para corrección de e~rores puede proporcionar un rendimiento aceptable en un. canal de alta calidad con pocos errores para corregir, pero si se degrada la calidad del canal, el número de errores de bits puede ~umentar a un nivel que requiere muchas retransmisiones redundantes antes de una secuencia particular de información se ha entregado correctamente sin errores.

RESUMEN

Los inconvenientes antes mencionados asociados con los sistemas existentes son abordados por realizaciones de la presente solicitud, que serán entendidas por la lectura yel estudio de la siguiente especificación. [0007] Aspectos de la invención se establecen en las reivindicaciones adjuntas. [0008] Las anteriores y otras características y ventajas de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención, que procede con referencia a los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS [0009] Números de referencia y denominaciones similares en los diversos dibujos indican elementos similares. [0010] La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una red inalámbrica de comunicaciones que proporciona señalización dentro de banda (lBS) . [0011] La figura 2 es un diagrama esquemático de salida de tonos de datos digitales de un módem lBS. [0012] La figura 3 ilustra un proceso de transmisión de datos digitales por la red de comunicaciones inalámbricas. [0013] La figura 4A es un diagrama de un receptor convencional para recepción de datos digitales transmitidos por la red de comunicaciones inalámbricas. [0014] La figuraAB es un diagrama de un receptor con un componente de combinación de diversidad de tiempo. [0015] La figura 5 es un diagrama de flujo que demuestra la operación del receptor mostrado en la figura. 4B. DESCRIPCiÓN DETALLADA [0016] En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los dibujos adjuntos que . .: " o. • , ., .. '. •

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forman parte de la misma, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones específicas en las que la invención puede ser puesta en práctica. Estas realizaciones se describen en detalle suficiente para permitir a los expertos en la técnica poner en práctica la invención, y se ha de entender que se pueden utilizar. otras realiza.?iones y que se pueden hacer varios cambios sin apartarse del ámbito de aplicación de la presente invención según lo determinado por las reivindicaciones adjuntas. La siguiente descripción detallada no debe, por tanto, ser tomada en un sentido restrictivo.

En referencia a la figura. 1, una red de comunicaciones inalámbricas 12 incluye un teléfono móvil. 14 que recibe señales de voz 22 de un usuario 23. Un codificador de voz (vocoder) 18 en el teléfono móvil 14 codifica las señales de voz 22 en señales de voz digitales codificadas 31 que luego se transmiten por un canal de voz digital inalámbrico 34 (llamada de ",

móvil) . El teléfono móvil 14 transmite las señales de voz codificadas 31 a un emplazamiento de comunicaciones móviles (estación base) 36, que retransmite la llamada móvil a un sistema de conmutación de telecomunicaciones móviles (CTSS) 38. [0018] El CTSS 38 bien conecta la llamada móvil a otro teléfono móvil, sea en la red inalámbrica móvil 12, a un teléfono fijo en una red PSTN 42 como una llamada de conmutación de circuitos o envía la llamada móvil por una red de conmutación de paquetes IP (Protocolo Internet) 46 como llamada de voz sobre IP (VOIP) . La llamada de móvil también puede ser dirigida desde la red PSTN 42 de nuevo a la red de telefonía móvil 12 o de la red PSTN 42 a la red IP 46, o viceversa. La llamada de móvil llega eventualmente a un teléfono 44 que se corresponde con un número de teléfono de destino originalmente introducido en el teléfono móvil 14. [0019] Un módem 28 de señalización dentro de banda (lBS) , permite al teléfono móvil 14 transmitir datos digitales 29 desde una fuente de datos 30 por el canaL digital de voz 34 de la red de telefonía móvil 12. El módem lBS 28 modula los datos digitales 29 en tonos de datos digitales sintetizados 26. Tal como se usa aquí, el término "tonos de datos digitales" se refiere a tonos de audio que se modulan para codificar bits de datos digitales. Los tonos de datos digitales 26 evitan que los componentes de codificación de la red móvil 12, como el vocoder 18, degraden en exceso los datos digitales. El esquema de codificación y modulación utilizado en el módem lBS 28 permite que los datos digitales 29 se transmitan a través del mismo vocoder 18 utilizado en el teléfono móvil 14 para la codificación de las señales de voz 22. El módem lBS 28permite que las señales de voz 22 y los datos digitales 29 sean transmitidos por el mismo canal de voz digital usando los mismos circuitos del teléfono móvil. Esto evita que un usuario tenga que transmitir datos digitales mediante un módem inalámbrico separado y permite a un usuario de teléfono móvil hablar y enviar datos durante la misma llamada inalámbrica digital. Los datos digitaies 29 se modulan en una señal de audio en la banda de voz. Esto evita que el vocoder de teléfono móvil 18 filtre o corrompa excesivamente los valores binarios asociados a los datos digitales 29. Los mismos circuitos de transmisión-recepción y codificación del teléfono móvil se utilizan para transmitir y recibir tanto señales de voz como datos digitales. Esto permite que el módem lBS 28 sea mucho más pequeño, menos complejo y más eficiente energéticament~ que un módem inalámbrico autónomo. En algunas . realizaciones, el módem lBS 28 se ejecuta enteramente en software usando sólo los componentes de hardware existentes en el teléfono móvil 14. [0020] Uno o más servidores 40 se encuentran en cualquiera de diversos lugares de la red inalámbrica 12, la red PSTN 42, o la red IP 46. Cada servidor 40 incluye uno o más módems lBS 28 que codifican, detectan y decodifican los datos digitales 29 transmitidos y recibidos por el canal digital de voz 34. Los tonos digitales de audio decodificados 26 ~ () n procesados en el servidor 40 o retransmitidos a otro ordenador, tal como el ordenador 50. [0021] La figurª: 2 muestra un... [Seguir leyendo]

1. Un decodificador para la recuperación de una señal de datos digitales transmitida por un canal de voz digital de una red de telecomunicaciones inalámbricas, dicho decodificador comprendiendo:

un módulo de extracción de característica (340) configurado para recibir una forma de onda de frecuencia de audio que codifica la señal de datos digitales transmitida por el canal de voz digital de la red de telecomunicaciones inalámbricas y generar un primer vector de característica que describe la forma de onda de frecuencia de audio; una memoria (225) configurada para almacenar uno o más vectores de característica; un módulo de estimación de secuencia de bits (360) configurado para analizar el primer vector de característica y generar una primera secuencia de bits estimada que corresponde a la señal de datos digitales;

y

un módulo de detección de error (235) configurado para comprobar si hay errores en la primera secuencia de bits estimada, en donde el módulo de estimación de secuencia de bits incluye un componente de combinación de diversidad de tiempo (360) configurado para generar una segunda secuencia de , bit, s estimada, , , si la primera secuencia de bits estimado es errónea mediante análisis del primer vector de característica en combinación con el uno o más vectores de característica almacenados en la memoria correspondiente a transmisiones anteriores de la forma de onda de frecuencia audio.

2. Un decodificador de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada vector de característica comprende una secuencia de magnitudes de Fourier o una secuencia de valores de correlación cruzada.

3. Un decodificador de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que tiene uno o más vectores de característica almacenados en la memoria (225) que tienen 80% o más bits en común con el primer vector de característica.

4. Un módem de señalización dentro de banda que incluye un decodificador como se reivindica en cualquier reivindicación precedente.

S. Un método para la recuperación de una señal de datos digitales transmitida por un canal de voz digital de una red de telecomunicaciones inalámbricas que comprende las etapas de: extraer un primer vector de característica que describe una forma de onda de frecuencia audio, que codifica la señal de datos digitales transmitida por el canal de voz digital de la red de telecomunicaciones inalámbricas; generar una primera secuencia de bits estimada en base al primer vector de característica; comprobar errores en la primera secuencia de bits estimado, y si la primera secuencia de bits generada es errónea:

seleccionar uno o más vectores de característica adicionales almacenados en un módulo de memoria (225) y que corresponden a transmisiones anteriores de la forma de onda de frecuencia audio; generar una o más secuencias de bits estimadas adicionales en base a una combinación del primer vector de característica y uno o más vectores de característica adicionales, y comprobar errores en la una o más secuencias de bits estimadas adicionales.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que seleccionar uno o más vectores de característica adicionales comprende determinar si el uno o más vectores de característica 10 adicionales son similares al primer vector de caracterlstica.

7. Un método según la reivindicación 5 ó 6, que comprende además la eliminación del uno o más vectores de característica adicionales del m, ódulod~ me~oria (225) si una secuencia de bits estirriada no contiene errores.

8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde generar una o

más secuencias de bits estimadas adicionales comprende sumar o promediar el primer vector de característica y el uno o más vectores de característica adicionales: .

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, que comprende además transmitir una señal de confirmación si una secuencia de bits estimada no contiene errores.

10. Un programa de ordenador para ejecutar el método de cualquiera de las reivindicaciones 5

a 9, o un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena dicho programa de ordenador.

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