Устройство для одновременной передачи данных с использованием нескольких скоростей

 

Предложена система для передачи сообщения абонентскому устройству. Система для передачи сообщений содержит множество территориально рассредоточенных передатчиков для передачи сообщений, каждый из которых выполнен с возможностью передачи в первом формате модуляции, например, частотной модуляции во время первой части передаваемых данных, содержащей адресную информацию, и во втором формате модуляции, например, ортогонального частотного уплотнения во время второй части передаваемых данных, содержащей данные сообщения, передаваемые в кадрах. Адресная информация содержит информацию о параметрах сообщения, которая определяет заданную скорость передачи кадров. Вторая часть передаваемых данных включает в себя данные сообщения, передаваемые в кадрах, представляющих временную последовательность битов данных, с заданной скоростью передачи кадров и обеспечивает несколько несущих частот, представляющих временную последовательность бит данных в частотной области. Заданная скорость передачи кадров в числовом значении совпадает с заданной скоростью передачи символов. Абонентское устройство содержит схемы для приема и демодуляции обоих форматов модуляции. Достигаемым техническим результатом является то, что в предложенной системе данные посылают с более высокой скоростью. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для системы высокоскоростной одновременной передачи информационных сообщений и поисковых вызовов с использованием нескольких скоростей, в частности к способу и устройству для системы высокоскоростной одновременной передачи информационных сообщений и поисковых вызовов с использованием нескольких скоростей, в которой применяется ортогональное частотное уплотнение (ОЧУ).

Описание предшествующего уровня Во многих системах связи, функционирующих в настоящее время, применяется частотная модуляция (ЧМ). В частности, в современных пейджинговых системах сигналы поискового вызова передаются с пейджингового передатчика множеству портативных пейджинговых приемников в соответствии с заранее установленным протоколом передачи, включающим в себя, например, последовательно упорядоченные, подвергнутые цифровому кодированию слова синхронизации, адреса и информационного сообщения. В современных системах высокоскоростной одновременной передачи поисковых вызовов передатчики располагаются на расстоянии друг от друга, чтобы свести к минимуму проблемы дифференциальных задержек, обусловленные тем, что сигналам поискового вызова требуется разное время на прохождение от передатчиков. В частности, на расстояние между передатчиками накладывается ограничение ввиду дифференциальных задержек, связанных с обратным значением скорости передачи символов в канале. Дифференциальные задержки между передатчиками, ведущими одновременную передачу, могут вызывать серьезные проблемы, если дифференциальная задержка между ними больше некоторой доли, обычно около 1/4 или 1/3 времени символа (T_s) для скоростей каналов. Например, T_s = 1/2400 для скорости канала 2400 бит/с. Поэтому передатчики обычно располагают на расстоянии, не превышающем некоторое расстояние X, которое гарантирует, что дифференциальные задержки в пределах зоны обслуживания будут меньше 1/4 или 1/3 T_s. Но если требуется послать данные со значительно более высокой скоростью, возникают проблемы. Ограничения, накладываемые на размещение передатчиков, также обуславливают необходимость в более высокой плотности передатчиков, а значит повышают расходы в связи с большим количеством передатчиков.

Поэтому существует потребность в системе передачи сообщений и поисковых вызовов, позволяющей посылать данные с более высокой скоростью, чем та, которая возможна при расстоянии между передатчиками, используемом в настоящее время. Также существует потребность в системе передачи сообщений и поисковых вызовов, содержащей множество передатчиков, расположенных так, чтобы перекрыть некоторую территорию, причем указанное перекрытие определяется исключительно уровнем сигнала, а не относительной задержкой, допуская тем самым меньшую плотность расположения передатчиков в зоне обслуживания. Также требуется система передачи сообщений и поисковых вызовов, в которой характеристики высокоскоростной одновременной передачи можно было бы выбирать не в зависимости от скорости передачи данных в канале, а насколько это позволяет имеющийся диапазон частот.

Краткое описание чертежей: фиг. 1 - электрическая структурная схема двухрежимного приемника, выполненного в соответствии с изобретением, фиг. 2 - примерный вариант протокола, применимого для данного изобретения, фиг. 3 - временная диаграмма подачи питания к приемнику, ЧМ демодулятору и ОЧУ демодулятору двухрежимного приемника, изображенного на фиг. 1, в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, фиг.4 - алгоритм ОЧУ модуляции и демодуляции в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, фиг. 5 - электрическая структурная схема системы передачи сообщений, выполненной в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения, фиг. 6 - электрическая структурная схема части передатчика, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения.

Описание предпочтительного варианта Предложена система одновременной передачи сообщений, в которой используется первый способ модуляции, такой как ЧМ, и второй способ модуляции, такой как известный способ модуляции с ортогональным частотным уплотнением (ОЧУ). Формат передачи использует протокол, обеспечивающий уведомление абонентского устройства о способе модуляции. В этом формате передачи для ОЧУ модуляции используется известный метод кодирования с быстрым преобразованием Фурье (БПФ). Система передачи поисковых вызовов (пейджинговая система) содержит множество передатчиков, расположенных для обеспечения перекрытия некоторой территории, причем указанное перекрытие может быть основано исключительно на уровне сигнала, а не на дифференциальной задержке.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения в общем аспекте представляет собой систему передачи сообщений, предназначенную для передачи сообщений множеству приемников передач данных (т.е. пейджеров или приемников избирательного поискового вызова). Система передачи сообщений включает в себя множество территориально рассредоточенных передатчиков для передачи сообщений, каждый из которых содержит средство для формирования радиочастотного сигнала. Каждый передатчик содержит средство для модуляции согласно первому формату модуляции, такому как ЧМ, первой части передаваемых данных, включающей в себя адрес и другую информацию, в частности информацию о параметрах сообщения, и средство для модуляции согласно второму формату модуляции, такому как ОЧУ, второй части передаваемых данных, включающей в себя данные сообщения, передаваемые в кадрах, и средство для передачи радиочастотного сигнала. Для обеспечения использования при передаче разных типов модуляции используются известные протоколы, например протокол FLEX компании Моторола, которые поддерживают векторизацию временных сегментов в синхронизированной структуре кадра.

Каждый из множества приемников передаваемых данных содержит приемные схемы, предназначенные для приема и демодуляции радиочастотного сигнала, переданного в первом формате модуляции; средство для декодирования адресной информации избирательного вызова и информации о параметрах сообщения, передаваемой в первом формате модуляции; приемные схемы для приема и демодуляции радиочастотного сигнала, переданного во втором формате модуляции, на основании информации о параметрах, переданной в первой части передаваемых данных, и средство для декодирования данных сообщения, переданных во втором формате модуляции. Адрес уникальным образом идентифицирует приемник (или группу приемников) передаваемых данных, для которого предназначено данное сообщение, и информация о параметрах сообщения идентифицирует, помимо прочего, информационную службу.

Как показано на фиг. 2, пейджинговая система имеет протокол 100 формата передачи, состоящий из двух частей. Первая часть 102 передачи посылается в первом формате модуляции, например ЧМ. Первая часть передаваемых данных позволяет приемникам абонентских устройств работать в режиме более низкого энергопотребления, что продлевает срок службы батарей. Вторая часть 104 передаваемых данных посылается во втором формате модуляции, предпочтительно ОЧУ, который требует от приемника работы в режиме более высокого энергопотребления. Первая часть 102 передаваемых данных, включающая в себя адреса 106 пейджеров и векторы 108 сообщений, может посылаться с одной из нескольких скоростей передачи данных, в зависимости от трафика, таких как 1600 бит/с при 2-позиционной ЧМ, 3200 бит/с при 2-позиционной ЧМ, 3200 бит/с при 4-позиционной ЧМ и 6400 бит/с при 4-позиционной ЧМ, которые могут быть обеспечены с помощью протокола FLEX.

Приемник абонентского устройства является двухрежимным приемником, аналогичным тому, который описан в патенте США 5239306, принадлежащем тому же правопреемнику, что и данное изобретение. Двухрежимный приемник, описанный в указанном патенте, работает в системе, в которой для посылки адресной информации и информации о параметрах сообщения используется ЧМ, а для одновременной посылки множества аналоговых речевых сообщений используется формат линейной модуляции. Приемник принимает адресную информацию и информацию о параметрах сообщения, в которой указывается та часть передаваемого диапазона частот, которую должен принимать данный приемник. Затем приемник принимает и демодулирует указанную часть передаваемого диапазона частот для декодирования по меньшей мере одного из множества речевых сообщений.

На фиг.1 изображен приемник 200 передач данных, выполненный в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения и предназначенный для приема в общем канале адресной информации и информации о параметрах сообщения, передаваемой в первом формате модуляции, таком как ЧМ, и данных во втором формате модуляции, таком как ОЧУ. Приемник 200 передач данных содержит традиционный приемный элемент 201, содержащий радиочастотный (РЧ) усилитель, элемент понижающего преобразования частоты и усилитель промежуточной частоты (УПЧ), в которых используются известные технологии. Приемный элемент 201 подключен к первому (например, ЧМ) демодулятору 202 для обнаружения информации, переданной в первом формате модуляции, который требует малой мощности. Второй (например, ОЧУ) демодулятор 204 также подключен к приемному элементу 201 для обнаружения данных, переданных во втором формате модуляции, который требует от приемника более высокого энергопотребления. Продетектированные данные во втором формате модуляции занимают практически всю передаваемую ширину полосы частот. Второй (например, ОЧУ) демодулятор 204 осуществляет обработку с использованием обратного БПФ (ОБПФ) в цифровом процессоре сигналов (ЦПС) 220, например цифровом процессоре сигналов модели DSP56000 компании Motorola, Inc. , of Schaumburg, Illinois, для демодуляции формата ОЧУ модуляции с использованием известных технологий. Предусмотрена также традиционная энергосберегающая схема 206 для избирательной подачи питания на соответствующие демодуляторы 202, 204.

В процессе работы передатчики 302-310 (фиг. 5) предпочтительно посылают сигнал, имеющий протокол формата передачи, состоящий из двух частей. Первая часть 102 передаваемых данных посылается в первом формате модуляции, например ЧМ, и содержит адреса 106 пейджеров и векторы 108 сообщений. Информацию в первом формате модуляции принимает приемный элемент 201. Энергосберегающий переключатель 206 под управлением декодера/контроллера 208 подает питание на приемный элемент 201 для обеспечения приема этой переданной информации. Энергосберегающий переключатель 206 также подсоединен к ЧМ демодулятору 202 для обеспечения демодуляции ЧМ модулированной информации, принятой приемным элементом 201. Демодулированная информация поступает в декодер/контроллер 208. Предусмотрена кодовая память 210, которая соединена с декодером/контроллером 208 и хранит адресную информацию, относящуюся к конкретному устройству. Когда в демодулированной информации среди переданных адресов 106 обнаруживается адрес, который соответствует заданной адресной информации, относящейся к данному устройству, это устройство демодулирует векторы 108 сообщения, которые содержат параметры, информирующие устройство о скорости и формате модуляции, с которыми должна передаваться остальная информация о параметрах сообщения, и положение в блоке 110 сообщения, соответствующее началу сообщения.

Если эти параметры требуют применения второго формата модуляции для второй части 104 протокола 100 формата передачи, подача питания на ЧМ демодулятор 202 приостанавливается энергосберегающим переключателем 206 под управлением декодера/контроллера 208 и питание подается на второй демодулятор 204, которым в предпочтительном варианте является ОЧУ декодер, осуществляющий обработку с использованием ОБПФ. Второй демодулятор 204 обеспечивает демодуляцию данных, принятых во втором (ОЧУ) формате для второй части 104 протокола 100 формата передачи. Информацию, принятую во втором формате модуляции, принимает приемный элемент 201, который затем подает принятые данные в ОЧУ демодулятор 204. Демодулированные данные сообщения подаются с выхода ОЧУ демодулятора 204 на вход блока 212 обработки данных. Декодер/контроллер 208 подключен к блоку 212 обработки данных, позволяя блоку 212 обработки данных обрабатывать данные сообщения, принятые во втором формате модуляции. Обработанная информация временно сохраняется в памяти 214 и может быть вызвана пользователем и отображена на средстве 216 представления данных. После поступления всех данных сообщения подача питания на ОЧУ демодулятор 204 приостанавливается энергосберегающим переключателем 206 под управлением декодера/контроллера 208. Приемник 200 передаваемых данных предпочтительно также содержит традиционный ЧМ передатчик 218 с частотной манипуляцией, подключенный к декодеру/контроллеру 208, для передачи подтверждений приема. Понятно, что в альтернативном варианте воплощения изобретения передатчик 218 может отсутствовать.

Как показано на фиг. 2, когда в канале инициируется передача сообщения, сначала передается первая часть 102 передаваемых данных, модулированная в известном ЧМ формате. Первая часть 102 передаваемых данных включает в себя преамбулу и биты синхронизации, за которыми следует адрес пейджера в адресном блоке 106 и векторы 108 сообщения, которые содержат информацию, касающуюся формата модуляции данных 110 сообщения во второй части 104 передачи.

На фиг. 3 показана временная диаграмма, иллюстрирующая подачу питания в приемник 200 передач данных, выполненный в соответствии с изобретением. Сначала питание подается в приемный элемент 201 в течение интервала времени 120 и в ЧМ демодулятор 202 в течение второго интервала времени 122, обеспечивая прием данных преамбулы и синхрогруппы, модулированных в ЧМ формате. В течение интервала времени 124 подача питания в ОЧУ демодулятор 204 блокируется, обеспечивая тем самым экономию энергии в устройстве. После обнаружения преамбулы и синхрогруппы подача питания на приемный элемент 201 сохраняется в течение интервала времени 120', а на ЧМ демодулятор 202 - в течение интервала времени 122', чтобы принять дополнительную адресную информацию и информацию о параметрах сообщения, переданную в первой части передаваемых данных. Подача питания на приемный элемент 201 сохраняется в течение интервала времени 130, поскольку следующая часть передаваемых данных включает в себя высокоскоростные ОЧУ модулированные данные, предназначенные для приемника 200 передач данных. Но в течение интервала времени 128 подача питания на ЧМ демодулятор 202 приостанавливается, и питание подается на ОЧУ демодулятор 204 в течение интервала времени 132. После приема высокоскоростных ОЧУ модулированных данных в течение интервала времени 132 подача питания на приемный элемент 201 приостанавливается на интервал времени 134, а в ОЧУ демодулятор 204 - на интервал времени 136. Затем питание вновь подается на приемный элемент 201 в течение интервала времени 138 и на ЧМ демодулятор 202 - в течение интервала времени 140, чтобы обеспечить прием новых сообщений. За счет подачи питания на ОЧУ демодулятор 204 только во время второй части 104 передаваемых данных высокоскоростных данных можно значительно продлить срок службы батарей по сравнению с тем случаем, когда вся информация принимается с высокой скоростью в ОЧУ формате с высоким энергопотреблением.

Одна из систем для передачи цифровых данных с использованием ОЧУ описана в патенте США 5371548. В общих чертах, ОЧУ - это технология передачи данных, при которой поток данных делится на множество потоков данных ("кадров"), каждый из которых имеет более низкую скорость передачи кадров, чем исходная скорость битов в потоке данных. Каждый из этих относительно низкоскоростных потоков данных ("кадров") затем используется для модуляции его собственного отдельного несущего сигнала. Для обеспечения максимальной эффективности использования ширины полосы частот и облегчения обработки несущие сигналы должны быть взаимно ортогональными. Это значит, что любые два или более сигналов ортогональны, если интеграл их произведения за определенный период времени равен нулю.

Преобразование Фурье - это технология преобразования данных, представленных во временной области, в частотную область. Преобразования Фурье подходят для ОЧУ технологий, поскольку функции синуса и косинуса, составляющие основу преобразования Фурье, являются ортогональными функциями. Прогресс, достигнутый в области цифровой обработки сигналов, позволяет существенно расширить возможности и повысить эффективность применения ОЧУ. Это в значительной степени достигается за счет усовершенствования аппаратных средств, программного обеспечения и алгоритмов, разработанных с целью повышения эффективности применения дискретного преобразования Фурье. Эти алгоритмы называются быстрыми преобразованиями Фурье (БПФ).

Основной принцип формата ОЧУ модуляции согласно изобретению для второй части 104 передаваемых данных показан на фиг. 4 и включает в себя следующие операции: 1) разделение данных, предназначенных для высокоскоростной передачи со скоростью S бит/с, на "кадры", содержащие по N бит каждый, где число N предпочтительно, но не обязательно, определяется как степень числа два (этап 410); 2) выполнение быстрого преобразования Фурье (БПФ) по каждому кадру, содержащему N бит, чтобы получить БПФ{N} = (N "реальных" и N "мнимых" значений) для каждых N/S секунд, (этап 420); 3) использование N комплексных амплитуд БПФ{N} для установления амплитуд N поднесущих, которые затем передают в течение интервала времени T_тx = N/S секунд и которые разнесены по частоте на величину, обратную интервалу времени кадра (поэтому ширина полосы В передачи по существу составляет В = N/T_tx Гц), (этап 430); и 4) восстановление данных в приемнике посредством выборки канала N раз через каждые T_тx секунд, (этап 440) и выполнения обратного БПФ (ОБПФ), которое восстанавливает N бит исходного потока бит в этом кадре (этап 450). Параметр N (= бит на один ОЧУ кадр) в формате передачи может быть выбран на основании требуемой скорости передачи данных для второго периода передачи. Значение N предпочтительно представляет собой переменную, которая передается во время первого периода передачи в протоколе. Понятно, что N альтернативно может быть фиксированным параметром системы.

Согласно изобретению кадры представляют временную последовательность N битов данных при заданной скорости передачи кадров. Второй формат модуляции является форматом модуляции с множеством несущих, обеспечивающим множество несущих частот, связанных с представлением временной последовательности битов данных в частотной области.

Способ выбора параметров второго способа модуляции основан на системных требованиях к скорости передачи данных и на системном выборе позиций одновременной передачи. В предпочтительном варианте изобретения N выбирается таким образом, чтобы скорость передачи ОЧУ "кадров" во второй части 104 передачи "согласовывалась" со скоростью передачи символов в первой части 102 передачи. Это согласование скоростей не обязательно должно быть точным, если эти скорости не выходят за рамки ограничений системы. В предпочтительном варианте заданная скорость передачи кадров меньше скорости передачи бит данных. Адресная информация передается с заданной скоростью передачи символов, а заданная скорость кадров в числовом значении согласуется с заданной скоростью передачи символов. Адресная информация включает в себя информацию о параметрах сообщения, определяющую заданную скорость передачи кадров.

Следовательно, система одновременной передачи поисковых вызовов, предназначенная для работы, например, со скоростью 2400 символов в секунду во время первой части 102 передачи, будет также работать со скоростью 2400 ОЧУ кадров в секунду во время второй части 104 передачи. Скорость передачи данных во время второй части 104 передачи составляет 2400 N бит/с, а ширина полосы В = 2400 N Гц, где N является системным параметром. Например, поскольку разнос каналов часто составляет 25 кГц, применимая ширина полосы составляет приблизительно 20 кГц. Соответственно N равно целому числу, полученному из 20000/2400, т.е. N = 8.

Преимущество данного изобретения заключается в том, что проблема дифференциальных задержек при одновременной передаче теперь связана только с интервалом времени "кадра" T_тx = N/S секунд, а не с интервалом времени символа 1/S секунд. Следовательно, изобретение эффективно снимает ограничение на расстояние между передатчиками за счет использования формы ортогонального частотного уплотнения (ОЧУ) при модуляции канала для второй, высокоскоростной части передаваемых данных и стандартной ЧМн для первой, низкоскоростной части передаваемых данных. Характеристики одновременной передачи высокоскоростной части передаваемых данных выбираются по существу независимо от скорости передачи данных в канале, ограничиваясь имеющимся диапазоном частот. Следовательно, изобретение позволяет использовать меньшую плотность расположения передатчиков в зоне обслуживания и снизить абонентскую плату благодаря меньшим расходам на инфраструктуру.

В альтернативном варианте изобретения вместо ОЧУ можно использовать кодированное ортогональное частотное уплотнение (КОЧУ), которое является эквивалентным вариантом ОЧУ. КОЧУ включает в себя метод чередования, который уменьшает эффекты замирания, обусловленные многолучевым распространением. Чередование является известной технологией, при которой, например, потоки данных собираются в виде матрицы по строкам, а затем передаются в канале по столбцам. Благодаря этой технологии ошибка пакета в канале разрушает только ограниченное количество бит из каждого переданного кодового слова в потоке данных. Если кодовые слова в потоке данных позволяют выполнять соответствующую коррекцию ошибок, сообщение декодируется правильно независимо от ошибки пакета.

В другом варианте осуществления изобретения в первой части передачи используется также ОЧУ (КОЧУ) модуляция, при этом передача осуществляется с более низкой скоростью, чем предварительно определенная в системе, и остается постоянной. В этом варианте не требуется, чтобы приемник был двухрежимным, так как необходим только один вид демодуляции. Соответственно первым форматом модуляции является ОЧУ модуляция с несколькими несущими, и адресная информация передается с заданной скоростью передачи адресного кадра, причем адресный кадр представляет временную последовательность N' бит данных, а заданная скорость передачи кадров в числовом значении по существу равна заданной скорости передачи адресных кадров. При этом N предпочтительно выше N' (битов данных).

В данном варианте воплощения изобретения приемник содержит только один ОЧУ модулятор. Например, первой модуляцией может быть 6400 бит/с при двух битах в кадре, что равно скорости 3200 кадров в секунду. Во втором периоде передачи используется ОЧУ (или КОЧУ) модуляция со второй скоростью передачи, более высокой, чем первая скорость. Например, 51200 бит/с при 16 битах в кадре, что также равно 3200 кадрам в секунду. Как и в первом варианте изобретения, скорости передачи кадров в двух периодах передачи "согласованы", чтобы компенсировать проблему дифференциальной задержки. Меньшая скорость передачи данных в первой части передачи позволяет приемникам абонентских устройств работать в более медленном режиме с меньшим энергопотреблением, обеспечивая возможность продлить срок службы батарей.

Количество энергии на бит (Вт/с) соответствует общей мощности передатчика (Вт), деленной на скорость передачи битов (бит/с) в канале. Следовательно, при более низкой скорости передачи бит в канале, например ОЧУ при двух битах в кадре, тратится больше энергии на переданный бит, чем, например, ОЧУ при 16 битах в кадре. При передаче подтверждений приема от абонентского устройства (закодированных для указания качества или силы сигнала приемника) в ответ на посланную адресную информацию и информацию о параметрах сообщения в первой, более медленной части протокола, скорость передачи данных во время второй, более быстрой части протокола можно установить таким образом, чтобы оптимизировать более высокоскоростные передачи данных, в зависимости от качества или силы сигнала в абонентском устройстве.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в системе предусматривается возможность определения местоположения конкретного абонентского устройства. Предпочтительно местоположение определяется с помощью ответного сигнала подтверждения приема от двустороннего пейджера. Альтернативно местоположение можно определять посредством предварительной регистрации абонентом его местоположения в терминале 314 передачи сообщений (фиг. 5), а также другими методами. В этой ситуации количество передатчиков, ведущих одновременную передачу во время второй части передачи, может отличаться от количества одновременно передающих передатчиков во время первой части.

Предпочтительно приемник 200 передач данных содержит передатчик 218 для передачи сигнала, сообщающего текущие координаты данного приемника избирательного поискового вызова. Терминал 314 передачи сообщений содержит также средство 416 выбора передатчика (фиг. 5), срабатывающее на сигнал, сообщающий текущие координаты приемника 200 передач данных, для осуществления избирательной передачи с некоторой подгруппы из множества передатчиков 302-310 (фиг. 5) второй части передачи 104. В этой ситуации заданное количество бит на кадр (N) может быть установлено в зависимости от текущих координат.

В некоторых ситуациях указанной подгруппой передатчиков может быть только один передатчик. При этом отсутствуют проблемы дифференциальной задержки. Соответственно заданное количество бит в кадре (N) может быть установлено на основании текущих координат и вычисленной силы сигнала, а также от предустановленной максимальной скорости передачи в канале без учета характеристик дифференциальной задержки.

В общем, чувствительность к одновременным искажениям может быть разной в двух частях 102 и 104 передаваемых данных, так как можно использовать разные комбинации передатчиков 302-310. Если требуется скорость S передачи данных, системный параметр N для второй части 104 передаваемых данных устанавливается таким образом, чтобы дифференциальная задержка при одновременной передаче не составляла проблемы для конкретной комбинации подгруппы передатчиков 302-310, выбранных для второй части 104 данных, передаваемых в режиме одновременной передачи.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения с использованием пейджинговой системы с ответным подтверждением приема, количество и выбор конкретных передатчиков 302-310 для одновременной передачи второй части 104 передачи зависит от ответного подтверждения приема от абонентского устройства, функционирующего в данной пейджинговой системе. Пейджеры с ответным подтверждением приема - это приемники избирательного поискового вызова (пейджеры), которые не только принимают, но также и передают (автоматически и/или с ручного ввода) сигнал подтверждения приема в ответ на прием своего адреса или сообщения избирательного поискового вызова, как это описано в патенте США 4891637.

Компоненты пейджера с ответным подтверждением приема обычно включают в себя антенну, подключаемую через переключатель передачи/приема к передатчику или к приемнику. Приемные схемы обычно содержат совокупность фильтров, смесителей и генераторов. Приемные схемы вырабатывают восстановленный сигнал для обработки дискриминатором, который формирует восстановленный аналоговый сигнал, представляющий двоичные состояния. Двоичные состояния представляют биты слов сигнала поискового вызова, кодированных цифровым способом. После приема сообщения можно передавать данные ответного подтверждения приема. Абонент может ввести данные, подлежащие передаче, в микропроцессор с помощью различных средств. Альтернативно пейджер может автоматически посылать определенные ответные сообщения. Микропроцессор обрабатывает данные и подает выходные двоичные данные во входной порт цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Выходной сигнал поступает в передатчик для обработки и передачи.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения с использованием пейджинговой системы, предусматривающей передачу ответного подтверждения приема, система 500 передачи сообщений содержит совокупность передатчиков 302, 304, 306, 308 и 310, показанных на фиг. 5. Передатчики 302-310 связаны линией связи 318 с терминалом 314 передачи сообщений для обеспечения управления передатчиками. Множество обычных ЧМ приемников 322 с ЧМн рассредоточены по всей рабочей зоне передатчиков 302-310 и также связаны с терминалом 314 передачи сообщений линией связи 318. Приемники 322 предназначены для приема ответного подтверждения приема от абонентского устройства 312, чтобы определить его местоположение. Терминал 314 передачи сообщений предпочтительно выполнен аналогично пейджинговому центру управления серии MPS 2000, выпускаемому компанией Motorola, Inc. of Schaumburg, Il., и связан с телефонной сетью общего пользования (ТСОП) телефонными линиями 320 для приема исходящих из нее сообщений с помощью традиционных технологий.

Используя обычные методы управления, терминал 314 передачи сообщений управляет передатчиками 302-310 таким образом, что первая часть 102 передаваемых данных передается в первом формате модуляции, таком как ЧМ. После посылки адреса конкретного абонентского устройства 312 это устройство отвечает сигналом подтверждения приема. Абонентское устройство 312 предпочтительно аналогично приемнику 200 передач данных. Понятно, что альтернативно можно использовать другие аналогичные приемники в качестве абонентского устройства 312. С помощью этого сигнала подтверждения система может, используя традиционные технологии, определить местоположение абонентского устройства, которому будет посылаться данное сообщение. Альтернативно местоположение абонентского устройства 312 можно предварительно зарегистрировать в системе 500 передачи сообщений.

Абонентское устройство 312 может находиться, например, ближе всего к передатчику 306. При этом система передаст оставшееся сообщение только с передатчика 306, исключив тем самым любые проблемы дифференциальной задержки. С другой стороны, абонентское устройство 312 может находиться близко от подгруппы передатчиков 315, например передатчиков 306 и 308. В этом случае система 500 передачи сообщений будет вести передачу с обоих передатчиков 306 и 308, но с учетом проблемы конкретных значений дифференциальной задержки, связанных только с этими двумя передатчиками 306, 308, а не со всей группой передатчиков 302-310. Аналогично в альтернативном варианте с использованием системы регистрации система 500 передачи сообщений может вести передачу только с того передатчика (передатчиков) 302-310, который находится вблизи абонентского устройства 312, и соответственно учитывать проблемы дифференциальной задержки. Характер дифференциальной задержки при одновременной передаче является стабильным для координат конкретных передатчиков, в данном случае, для конкретной подгруппы передатчиков 302-310. Следовательно, характеристики дифференциальной задержки можно определить еще при проектировании системы и установить для всех требуемых комбинаций или подгрупп передатчиков 302-310. Эта информация, дополнительно согласованная с максимальной скоростью передачи кадров, используется во время работы системы для управления скоростью передачи кадров во второй части 104 передачи на основе местоположения абонентского устройства.

Другим вариантом воплощения изобретения является пейджинговая система или система доставки сообщений, в которой данные, посылаемые в первой и/или второй частях 102, 104 передачи чередуются во времени для уменьшения эффектов замирания, обусловленных многолучевым распространением. Следовательно, этот вариант представляет собой пейджинговую систему, имеющую протокол передачи, который дополнительно содержит одну или несколько комбинаций чередования бит данных, кадров и слов, при этом глубина и способ чередования выбираются таким образом, чтобы обеспечить определенный уровень рабочих характеристик во втором периоде передачи, соответствующий комбинации передатчиков, ведущих одновременную передачу во время второго периода передачи. Существует несколько путей выбора глубины и конкретного способа чередования. Например, слова данных могут чередоваться целыми кадрами, а также внутри кадров.

На фиг. 6 показана блок-схема части передатчика 302-310, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Передатчик 302-310 содержит обычный синтезатор 602 для выработки несущей частоты. Синтезатор 602 подключен к обычному ЧМ модулятору 604 для модуляции несущей частоты во время первой части 102 передаваемых данных. Синтезатор 602 также подключен к обычному ОЧУ модулятору 606, содержащему ПЦС 608 для вычисления данных по процедуре БПФ известным способом, чтобы модулировать несущую частоту для второй части 104 передаваемых данных. ЧМ модулятор 604 и ОЧУ модулятор подключены к обычному микропроцессору 610, осуществляющему управление модуляторами 604, 606. Микропроцессор 610 подключен к линии связи 318 для осуществления связи с терминалом 314 передачи сообщений традиционным способом. Модуляторы 604, 606 подключены к обычному усилителю 612 мощности для передачи первой части 102 передаваемых данных в виде ЧМ сигнала и для передачи второй части 104 передаваемых данных в виде ОЧУ сигнала.

Таким образом, предложены способ и устройство для обеспечения высокоскоростной системы одновременной передачи информационных сообщений и поисковых вызовов с использованием нескольких скоростей, в которой используется ортогональное частотное уплотнение. Хотя изобретение было описано и проиллюстрировано со ссылкой на конкретные варианты его воплощения, оно не ограничено этими вариантами. Проанализировав представленное выше описание, специалисты смогут предложить изменения и модификации, отличающиеся от описанных вариантов. Все такие изменения и модификации, не выходящие за рамки объема и сущности изобретения, охватываются формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Система передачи сообщений, предназначенная для передачи сообщений по меньшей мере одному из множества приемников передаваемых данных, содержащая множество территориально рассредоточенных передатчиков сообщений, каждый из которых содержит средство для выработки радиочастотного сигнала и средство для передачи указанного радиочастотного сигнала, причем средство для выработки сигнала содержит средство для модуляции в первом формате модуляции первой части передаваемых данных, включающей адресную информацию, и средство для модуляции во втором формате модуляции второй части передаваемых данных, содержащей данные сообщения, передаваемые в кадрах, представляющих временную последовательность N битов данных, с заданной скоростью передачи кадров и заданной скоростью передачи битов данных, отличающаяся тем, что второй формат модуляции является форматом модуляции с использованием множества несущих, обеспечивающим множество несущих частот, представляющих временную последовательность N битов данных в частотной области, при этом адресная информация передается с заданной скоростью передачи символов, а заданная скорость передачи кадров в числовом значении по существу совпадает с заданной скоростью передачи символов.

2. Система передачи сообщений по п.1, отличающаяся тем, что адресная информация включает в себя информацию о параметрах сообщения, определяющих заданную скорость передачи кадров.

3. Система передачи сообщений по п.1 или 2, отличающаяся тем, что заданная скорость передачи кадров меньше заданной скорости передачи битов данных.

4. Система передачи сообщений по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что первым форматов модуляции является частотная модуляция.

5. Система передачи сообщений по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что множество территориально рассредоточенных передатчиков предназначены для одновременной передачи сообщений.

6. Система передачи сообщений по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что форматом модуляции с использованием множества несущих является ортогональное частотное уплотнение.

7. Система передачи сообщений по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что формат модуляции с использованием множества несущих использует вычисление быстрого преобразования Фурье.

8. Приемник передаваемых данных, включающий в себя приемный элемент для приема и демодуляции радиочастотного сигнала, включающего в себя адресную информацию и информацию о параметрах сообщения, передаваемую в первом формате модуляции, причем упомянутый приемник содержит первый декодер для декодирования адреса, передаваемого в первом формате модуляции, указанный приемный элемент выполнен с возможностью приема и демодуляции радиочастотного сигнала, передаваемого во втором формате модуляции, содержащем данные сообщения, предаваемые в кадрах, представляющих временную последовательность N битов данных, с заданной скоростью передачи кадров, отличающийся тем, что вторым форматом модуляции является формат модуляции с использованием множества несущих, обеспечивающий множество несущих частот, представляющих временную последовательность N битов данных в частотной области, причем адрес передается с заданной скоростью передачи символов и заданная скорость передачи кадров по существу совпадает в числовом значении с заданной скоростью передачи символов, причем упомянутый приемник содержит второй декодер для декодирования данных сообщения, передаваемых во втором формате модуляции.

9. Приемник передаваемых данных по п.8, отличающийся тем, что адрес уникальным образом идентифицирует приемник передаваемых данных, которому направляются данные сообщения.

10. Приемник передаваемых данных по п.8 или 9, отличающийся тем, что информация о параметрах сообщения идентифицирует информационную службу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6