Método y aparato para la comprensión y transmisión de datos de alta velocidad.

Unidad de comunicaci6n inalambrica que oamprende:

medios para generar datos para la transmision a una segunda unidad de comunicación;

medios para codificar los datos utilizando un codec seleccionado de una pluralidad de codecs (210, 220, 230, 240, 250), en el que cada uno de la plurafidad de codecs (210, 220, 230, 240, 250) este asociado a una velocidad de datos;

medios para a correccien de errores hacia adelante, FEC, que codifican (532, 732) los datos coclificados segen un tipo seleccionado de codificacien FEC;

medios para modular los datos codificados FEC segen un esquema de modulacion seleccionado;

medios para transmitir los datos codificados FEC modulados a la segunda unidad de comunicacion en al menos un segmento de tiempo en una trama de acceso mOltiple por distribucion en el tiempo TDMA,

caracterizada por

medios para seleccionar (201) el codec en base a las condiciones del canal,

donde el esquema de modulacien seleccionado y el tipo seleccionado de codificacion FEC se basan en el codec seleccionado.

Método y aparato para la compresión y transmisión de datos de alta velocidad

CAMPO DE LA INVENCiÓN

Esta invención se refiere a una unidad y método de comunicación y, más particularmente, a las técnicas de procesamiento de señales para la compresión de señales de comunicación de datos de alta velocidad para un funcionamiento mejor de la transmisión y una mayor capacidad de comunicación del sistema.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

Los sistemas de telecomunicaciones son bien conocidos en la técnica, y los actuales sistemas telefónicos emplean varias técnicas de multiplexación para transmitir señales telefónicas de muchos usuarios en una linea de transmisión única, tal como un hilo o cable de fibra óptica. La mayorla de estos sistemas con "cableado directo" emplean una forma de Multiplexación por división de tiempo (TDM) en el que se transmiten múltiples canales de forma secuencial a velocidades superiores a la velocidad de información del canal.

La multiplexación telefónica típica requiere un muestreo de la señal telefónica y la transmisión de las muestras con una frecuencia mucho más alta que la frecuencia de la señal telefónica. Con este fin, los actuales sistemas digitales muestrean y codifican la señal telefónica, multiplexan y transmiten la señal, y luego reciben, demultiplexan y decodifican la señal. Uno de estos sistemas de muestreo y codificación es la Modulación de códigos por pulsos (PCM) en la que las señales analógicas en banda vocal se muestrean a una velocidad de 8 miles de muestras por segundo en cada muestra representada por 8 bits. En consecuencia, la señal de banda vocal se convierte en una señal digital de 64 kilobits por segundo (kb/s) .

Otro tipo de sistema de telecomunicaciones es el sistema telefónico por radio. Los sistemas telefónicos por radio utilizan un grupo de radiofrecuencias (RF) seleccionadas para llevar las señales de comunicación telefónica entre dos o más lugares, y por lo general utilizan una forma de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) . Estos sistemas de radio, denominados sistemas de comunicación inalámbricos, se utilizan, por ejemplo, en zonas rurales para proporcionar servicios de telefonía local o en unidades móviles para prestar servicios de comunicación móviles.

Una de las categorías de los sistemas de comunicación por RF emplea la TDM para permitir el acceso de los usuarios a múltiples segmentos de tiempo de la información modulada en la portadora de RF. Si muchos usuarios compiten por un pequeño grupo de segmentos de tiempo de la Información, el sistema se denomina acceso múltiple por distribución en el tiempo (TOMA) . Para permitir el TOMA de los canales de comunicación por RF de FDMA, se ha empleado un método, llamado FDMAlTDMA que se describe en la patente US 4.675.863, para aumentar la capacidad de los sistemas de comunicación por RF. Sin embargo, los sistemas de comunicación por RF siguen teniendo su capacidad frecuentemente limitada en comparación con los sistemas de comunicación con cableado directo de hilo o fibra óptica.

En consecuencia, para aumentar la capacidad aún más, se han usado técnicas de compresión de señales para reducir el ancho de banda necesario para la transmisión de una señal telefónica en un canal de RF. Las técnicas normales utilizadas para las sei'iales de voz son las de codificación subbanda, modulación de códigos por pulsos diferencial adaptativa (ADPCM) y codificación predictiva lineal (RELP) . La RELP o los algoritmos de compresión de voz similares permiten transmitir una señal de voz cuantificada y muestreada de 64 kilobits por segundo (kbls) por el canal de RF, como una señal de velocidad de bits reducida (por ejemplo, 14, 6 kbls o menos) . El receptor reconstruye la señal de voz de 64 kbls de la señal de velocidad de bits reducida, y el oyente percibe poca o ninguna pérdida de calidad de la señal.

El método subyacente de compresión de voz, incluyendo RELP, es un algoritmo de codificación y decodificación que aprovecha las características conocidas de las seliales de voz. Un tipo de método RELP asume ciertas características de los armónicos de la voz humana. Hoy, sin embargo, una gran parte de las señales de comunicación en una red telefónica son sei'iales de comunicaciones de datos que no son de voz, tales como datos de módem en banda vocal o de facsímil (fax) . Desafortunadamente, los algoritmos de compresión de voz no son especialmente compatibles con estas señales de comunicaciones de datos porque las señales de datos no tienen las caracteristicas de las señales de voz.

En consecuencia, algunos sistemas de comunicación por RF monitorizan la sei'ial telefónica para detectar la presencia de una señal de comunicación de datos. Normalmente, se han detectado sei'iales de datos que reenviaban señales de datos de módem en banda vocal o fax de hasta 2, 4 kb/s (datos de baja velocidad) y se les ha proporcionado un algoritmo de compresión especializada. El receptor reconstruye la señal de datos, sin reducir la velocidad de transmisión de datos. Este sistema y método se describe, por ejemplo, en la patente US 4.974.099.

Las señales telefónicas de datos actuales, sin embargo, son más bien de 9, 6 kbJs (datos de alta velocidad) o superiores (datos de velocidad ultrarrápida, tales como 14, 4 kb/s 028, 8 kbJs, u otras, superiores o inferiores) , y las técnicas de compresión actuales no comprimen estas velocidades más altas de datos satisfactoriamente. La compresión de estas velocidades de datos más altas, y sobre todo las codificaciones múltiples de estas velocidades de datos más altas, causan una degradación de la calidad de la señal del módem o fax, y la máquina del módem o fax reducirán frecuentemente la velocidad de transmisión de datos cuando las señales sean pasadas a través de un sistema de comunicación de RF.

[0009J EP 0507384 A2 describe una unidad de comunicación inalámbrica que comprende medios para transmitir datos a una segunda unidad de comunicación utilizando al menos una de una pluralidad de velocidades de datos. al menos uno de una pluralidad de segmentos de tiempo, al menos uno de una pluralidad de esquemas de modulación, y al menos una de una pluralidad de velocidades de codificación en una pluralidad de tramas de acceso múltiple por distribución en el tiempo. En US 5.533.004 A. también se describe una unidad de comunicación con esta estructura general. Básicamente. EP 0507384 A2 describe un sistema de transmisión de señales en el que una portadora se divide en una pluralidad de segmentos de tiempo de la señal de tráfico. Las duraciones de 15 los segmentos de tiempo de la señal de tráfico en una trama pueden ser iguales o diferentes para poder gestionar transmisiones entre usuarios complementarios a álferentes velocidades de símbolo y/o diferentes esquemas de modulación que tengan diferentes números de niveles. En particular, la longitud de un segmento de tiempo es el doble para la estructura de baja velocidad con respecto a la estructura de alta velocidad. Además. con el fin de alterar el número de usuarios que pueden acceder al sistema, la velocidad de símbolo se mantiene igual, pero se cambia el número de niveles de modulación. Básicamente. US 5.533.004 A describe un sistema de comunicación por radiofrecuencia que utiliza un TOMA para investigar múltiples servicios, tales como datos de voz y paquetes de datos, dentro del mismo canal de comunicación por RF. Concretamente. se utilizan diferentes opciones de velocidades de datos para optimizar la velocidad neta de la cantidad de datos que se pueden transmitir por unidad de tiempo del usuario que variará según las características de RF. Asimismo. se pueden elegir diferentes técnicas de modulación en función de las medidas de estimación de la calidad del canal o la cantidad de datos de usuarío que debe transmitirse o el destino del paquete de datos.

[0010J Es un objeto de la invención proporcionar una unidad y método de comunicación mejorados para su uso por dicha unidad, que tenga un mayor rendimiento con respecto al uso eficiente del canal de comunicación.

EXPLICACiÓN RESUMIDA DE LA INVENCiÓN

[OOllJ Un sistema de telecomunicaciones recibe un grupo de señales telefónicas, incluyendo señales de datos teniendo, cada una, una forma de coálficación, y transmite las señales telefónicas en al menos una portadora de radiofrecuencia (RF) . Cada portadora de RF tiene un grupo de segmentos de información, y a cada señal telefónica se le asigna al menos un segmento de información, de manera que la señal telefónica es modulada en la portadora de RF. El sistema incluye un proceso para el seguimiento y la identificación de las señales de datos, y para la... [Seguir leyendo]

1. Unidad de comunicación inalámbrica que comprende:

medios para generar datos para la transmisión a una segunda unidad de comunicación; medios para codificar los datos utilizando un códec seleccionado de una pluralidad de códecs (210, 220, 230,

240, 250) , en el que cada uno de la pluralidad de códecs (210, 220, 230, 240, 250) está asociado a una velocidad de datos; medios para la corrección de errores hacia adelante, FEC, que codifican (532, 732) los datos codificados según un tipo seleccionado de codificación FEC; medios para modular los datos codificados FEC según un esquema de modulación seleccionado;

medios para transmitir los datos codificados FEC modulados a la segunda unidad de comunicación en al menos un segmento de tiempo en una trama de acceso múltiple por distribución en el tiempo TOMA, caracterizada por medios para seleccionar (201) el códec en base a las condiciones del canal, donde el esquema de modulación seleccionado y el tipo seleccionado de codificación FEC se basan en el

códec seleccionado.

2. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 1, en la que el esquema de modulación seleccionado es 8-PSK.

3. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 1, en el que los datos codificados FEC modulados

se transmiten a la segunda unidad de comunicación utilizando una pluralidad de segmentos de tiempo en la trama 20 de TOMA en base a un códec seleccionado.

4. Unidad de comunicación inalámbrica según la reivindicación 1, en la que uno de la pluralidad de códecs (210, 220, 230, 240, 250) utiliza predicción lineal de excitación residual.

5. Unidad de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en la que la velocidad de datos varia durante una llamada.

6. Unidad de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, en la que la unidad de comunicación inalámbrica es una unidad móvil (10) .

7. Unidad de comunicación inalámbrica de la reivindicación 1, que comprende además:

medios para intercalar (531, 731) los datos codificados.

8. Método para usar por una unidad de comunicación inalámbrica, el método comprendiendo:

generar datos para la transmisión a una segunda unidad de comunicación; codificar los datos utilizando un códec seleccionado de una pluralidad de códecs (210, 220, 230, 240, 250) , en el que cada uno de la pluralidad de códecs (210, 220, 230, 240, 250) está asociado a una velocidad de datos; corregir los errores hacia adelante, FEC, codificando los datos codificados según un tipo seleccionado de codificación FEC; modular los datos codificados FEC según un esquema de modulación seleccionado; transmitir los datos codificados FEC modulados a la segunda unidad de comunicación en al menos un segmento de tiempo en una trama de acceso múltiple por distribución en el tiempo TOMA, caracterizado por

seleccionar el códec en base a las condiciones del canal, donde el esquema de modulación seleccionado y el tipo seleccionado de codificación FEC se basan en el códee seleccionado.

9. Método según la reivindicación 8, en el que uno de la pluralidad de códecs (210, 220, 230, 240, 250) utiliza predicción lineal de excitación residual.

10. Método según la reivindicación 8, en el que el esquema de modulación seleccionado es 8-PSK.

11. Método según la reivindicación 8, en el que la velocidad de datos de los datos varia durante una llamada.

12. Método según la reivindicación 8, en el que el método se realiza en una unidad móvil.

13. Método según la reivindicación 8, en el que los datos codificados FEC modulados se transmiten a la segunda unidad de comunicación utilizando una pluralidad de segmentos de tiempo en la trama de TOMA en base a un códee seleccionado.

14. Método según la reivindicación 8, que además comprende: entrelazar los datos codificados.

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