Способ и устройство для передачи и приема пакета данных радиосвязи

 

Изобретение относится к системе радиопередачи и радиоприема. Заявлены устройство и способ пакетирования данных для передачи/приема мультимедийных данных, включающих в себя видеоданные, в системе радиопередачи и радиоприема. Согласно изобретению устойчивость по отношению к ошибкам может быть повышена за счет добавления кода защиты от ошибок и флага индикации искажения к информации заголовка на уровне протокола линии радиосвязи, когда мультимедийные данные, такие, как видеоданные, требующие режима реального масштаба времени или малой задержки, передаются и принимаются в беспроводной среде передачи данных, за счет чего может быть уменьшена частота пропуска пакетов данных. Технический результат заключается в создании способа пакетирования данных радиосвязи для повышения устойчивости по отношению к ошибкам и для декодирования данных кадра, который пакетируется. 5 с. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к системе радиопередачи и радиоприема, а более конкретно к устройству и способу пакетирования данных радиосвязи для передачи/приема мультимедийных данных, включающих в себя видеоданные, в системе радиопередачи и радиоприема.

Предшествующий уровень техники В общем случае радиопередатчик и радиоприемник, использующие стандарт этапа 1 в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA 2000), образованы основными уровнями, показанными на фиг.1. Относящиеся к кодеру-декодеру стандарты, такие как Н.324М, Н.323 и Т.120, соответствуют уровню прикладных программ. Физический уровень выполняет канальное кодирование, псевдошумовое расширение и модуляцию. Уровень управления доступом к среде передачи данных (УДС) включает в себя модуль сигнализации (не показан) и протокол линии радиосвязи (ПЛРС) (не показан), причем ПЛРС преобразует полезную информацию уровня прикладных программ, передаваемую по каналу радиосвязи, во входной формат физического уровня. Физический уровень среди этих трех уровней главным образом реализован аппаратными средствами, и его гибкость мала, поскольку его аппаратные средства определяются стандартом. Однако гибкость может быть придана уровню прикладных программ, учитывая его независимую от сети часть.

Как показано на фиг.2, один ПЛРС соответствует каждой из ряда N прикладных программ (прикладной программе 1, прикладной программе 2,... и прикладной программе N). ПЛРС связан с физическим уровнем 240 через подуровень 230 мультиплексирования (МП).

Подуровень 230 МП адаптивно мультиплексирует N принятых ПЛРС в модуль данных протокола (МДП). Модуль данных протокола мультиплексирования (МДПМП) доступен в случае, когда частота передачи ошибочных битов канала меньше, чем 10^-6.

Как показано на фиг.3, поле 310 ТИП обозначает тип кадра, то есть повторно передаваемый кадр или новый кадр, поле 320 ПН обозначает номер кадра или порядковый номер, поле 330 ДАННЫЕ обозначает полезную информацию, принятую от уровня прикладных программ. ПЛРС типа 3, показанный на фиг.3, - режим, который как раз позволяет повторно передавать данные, и длина в байтах поля 330 ДАННЫЕ изменяется. В этом случае длина всего кадра ПЛРС фиксирована. Однако, когда даже часть полей 310 и 320 заголовка кадра ПЛРС повреждена, получателю невозможно узнать точную длину поля 330 ДАННЫЕ, и, следовательно, декодирование данных ПЛРС невозможно.

Сущность изобретения Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, первой задачей настоящего изобретения является создание способа пакетирования данных радиосвязи для повышения устойчивости по отношению к ошибкам при сокращении непроизводительных затрат так, чтобы мультимедийные данные, включающие в себя видеоданные, могли быть использованы в беспроводной среде передачи данных.

Вторая задача настоящего изобретения состоит в создании способа приема пакета данных радиосвязи для декодирования данных кадра, который пакетируется способом пакетирования данных радиосвязи.

Третья задача настоящего изобретения состоит в создании устройства пакетирования данных радиосвязи, в котором осуществлен способ пакетирования данных радиосвязи.

Четвертая задача настоящего изобретения состоит в создании устройства приема пакета данных радиосвязи, в котором осуществлен способ декодирования пакета данных радиосвязи.

Соответственно решение первой задачи обеспечивается в способе пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных в беспроводной сети. Способ содержит следующие этапы: формирование данных протокола предварительно определенного уровня путем добавления заголовка к мультимедийным данным, которые передаются по каналу радиосвязи; и добавление кода защиты от ошибок для защиты от ошибок к информации заголовка и флага индикации искажения для индикации искажения данных к заголовку данных протокола предварительно определенного уровня, который формируется на данном этапе.

Согласно другому аспекту первой задачи заявлен способ пакетирования данных для радиосвязи для данных протокола уровня линии радиосвязи в устройстве передачи мультимедийных данных в беспроводной сети. Способ содержит следующие этапы: формирование данных протокола уровня линии радиосвязи путем добавления заголовка к мультимедийным данным, которые передаются посредством уровня прикладных программ; и добавление кода защиты от ошибок для защиты от ошибок к информации заголовка и флага индикации искажения для индикации искажения данных к заголовку данных протокола уровня линии радиосвязи, который формируется на данном этапе.

Вторая задача решается в способе приема пакета данных радиосвязи в способе декодирования данных путем приема пакета, в котором код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных добавлен к заголовку данных протокола уровня линии радиосвязи. Способ содержит следующие этапы: передача кадра ПЛРС на следующий уровень в случае, когда нет ошибки при проверке поля данных кодом защиты от ошибок на уровне мультиплексирования (МП), и проверка ошибки информации заголовка кодом защиты от ошибок в случае, когда имеется ошибка; и установка флага индикации искажения и повторное упорядочение данных поля данных в случае, когда нет ошибки в заголовке на данном этапе, и сброс флага индикации искажения и игнорирование всего кадра в случае, когда имеется ошибка.

Решение третьей задачи обеспечивается в устройстве пакетирования данных радиосвязи для протокола уровня линии радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных в беспроводной сети. Устройство включает в себя модуль формирования информации заголовка для формирования информации заголовка, к которой добавлен код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка, относящейся к мультимедийным данным, переданным посредством уровня прикладных программ, и флаг индикации искажения для индикации искажения данных, и модуль формирования кадра по протоколу линии радиосвязи (ПЛРС) для формирования кадра радиосвязи путем мультиплексирования информации заголовка, сформированной в модуле формирования информации заголовка, и данных.

Решение четвертой задачи обеспечивается в устройстве для приема пакета данных радиосвязи в устройстве декодирования данных путем приема пакета, в котором код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных добавлены к заголовку протокола уровня линии радиосвязи. Устройство включает в себя средство для передачи кадра ПЛРС на следующий уровень в случае, когда нет ошибки при проверке поля данных кодом защиты от ошибок на уровне мультиплексирования (МП), и для проверки ошибки в информации заголовка кодом защиты от ошибок в случае, когда имеется ошибка, и средство для установки флага индикации искажения и для повторного упорядочения данных поля данных в случае, когда нет ошибки в заголовке на данном этапе, и для сброса флага индикации искажения и игнорирования всего кадра в случае, когда имеется ошибка.

Краткое описание чертежей Фиг. 1 - функциональная схема обычного радиопередатчика/приемника, использующего этап 1 в системе стандарта cdma (МДКР) 2000.

Фиг.2 иллюстрирует связи между ПЛРС и МП подуровнем.

Фиг. 3 - схема формата кадра МДПМП типа 3 в версии cdma 2000 протокола МДКР.

Фиг.4 - концептуальная схема формирования кадра ПЛРС согласно настоящему изобретению.

Фиг.5 - последовательность операций формирования кадра ПЛРС согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 - диаграмма формата нового кадра ПЛРС согласно фиг.5.

Фиг.7 - последовательность операций для декодирования кадра ПЛРС по фиг. 6.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения Как показано на фиг.4, модуль 410 формирования информации заголовка формирует информацию заголовка, которая соответствует данным прикладных программ, то есть полю типа кадра, полю порядкового номера, коду обнаружения ошибок, и флагу искажения. Флаг искажения может иметь значения "0" или "1", показывая нарушение целостности данных. Модуль 420 формирования кадра ПЛРС формирует кадр ПЛРС, мультиплексируя информацию заголовка и данные, которые сформированы в модуле 410 формирования информации заголовка.

Как показано на фиг. 5, уровень ПЛРС принимает данные от уровня прикладных программ (этап 510).

Затем на уровне ПЛРС формируется поле ТИП, указывающее тип ПЛРС, и поле порядкового номера, указывающее порядковый номер (этап 520).

Затем на уровне ПЛРС формируется циклический избыточный код (ЦИК) для обнаружения и исправления ошибки с помощью вычисления контрольной суммы битов полей ТИП и порядкового номера (этап 530).

Затем поле флага искажения, показывающее искажение поля данных, добавляется к данным уровня ПЛРС (этап 540).

Затем на уровне ПЛРС формируется кадр ПЛРС из данных и информации заголовка, включающей в себя поле ТИП, поле порядкового номера, поле ЦИК и поле флага искажения, которые формируются на этапах 510-540 (этап 550).

Кадр ПЛРС, показанный на фиг.6, сформирован из части заголовка, содержащей поле 610 ТИП, поле 620 порядкового номера (ПН), поле 630 ЦИК и поле 640 флага искажения (ФИ), и поля данных 650. Поле 630 ЦИК и поле 640 ФИ добавляются к полю 310 ТИП и полю 320 ПН, которые содержатся в обычном заголовке (см. фиг.3).

Здесь поле 610 ТИП определяет тип кадра ПЛРС. Например, когда поле 610 ТИП состоит из 2 битов, "10" - новый кадр и "11" - повторно переданный кадр. Поле 620 ПН обозначает порядковый номер и состоит из 8 битов. Поле 630 ЦИК - 4-разрядный ЦИК для обнаружения и исправления ошибки поля 610 ТИП и поля 620 ПН. Также специалист в данной области техники может должным образом выбрать полиномиальный оператор р(х) для ЦИК определенного поля. Например, в случае 4-разрядного ЦИК может использоваться полиномиальный оператор р(х)= х⁴+х²+х+1. Поле 640 ФИ - флаг, указывающий искажение данных, устанавливаемый путем индикации на нижнем уровне по отношению к уровню ПЛРС. Например, если поле 640 ФИ равно "0", то в данных нет ошибки, а если поле 640 ФИ равно "1", то имеется ошибка в данных.

Таким образом, предпочтительный вариант осуществления при декодировании закодированного кадра ПЛРС на уровне ПЛРС получателя будет описан со ссылкой на фиг.7.

Сначала кадр ПЛРС декодируется путем приема пакета на уровне ПЛРС (этап 710).

Затем на уровне ПЛРС производится проверка данных кодом обнаружения ошибок (ЦИК) поля 650 данных, которые сформированы в МДПМП на подуровне МП (этапе 712 и 714). Уровень ПЛРС передает кадр ПЛРС на уровень прикладных программ после установки поля 640 ФИ в "0" в случае, когда нет ошибки в поле данных 650 (этап 724).

Однако в случае, когда ошибка обнаружена в поле 650 данных, на уровне ПЛРС производится проверка ошибок поля 610 ТИП и поля 620 ПН посредством кода обнаружения ошибок (ЦИК), который содержится в заголовке (этапы 716 и 718). На уровне ПЛРС поле 640 ФИ устанавливается в "1", что соответствует нарушению целостности данных (этап 720) в случае, когда никакой ошибки не обнаружено в заголовке, а в случае, когда ошибка обнаружена в заголовке, на уровне ПЛРС поле 640 ФИ устанавливается в "0" (этап 726). Когда поле 640 ФИ равно "1", порядковый номер поля 620 ПН увеличивается на 1, и данные поля 650 данных сохраняются в буфере повторного упорядочения (не показан) (этап 722), а когда поле 640 ФИ - "0", порядковый номер ПН неизвестен, и затем весь кадр ПЛРС игнорируется (этап 728).

Таким образом, получатель защищает от ошибок такую информацию заголовка, как поле 610 ТИП и поле 620 ПН, кодом обнаружения ошибок (ЦИК) 630 при декодировании закодированного кадра ПЛРС, и с помощью поля 640 ФИ становится известно, имеется ли ошибка в данных или нет.

Также искажение данных определяется посредством анализа поля 640 ФИ при декодировании, и, следовательно, устойчивость по отношению к ошибкам может быть повышена.

Вышеупомянутые способы кодирования и декодирования могут быть воплощены в компьютерной программе. Коды и сегменты кода, выполняющие программу, могут быть легко получены квалифицированным компьютерным программистом. Также программа может быть реализована на носителях, используемых в компьютере, и на обычном цифровом компьютере для работы программы. Программа может быть сохранена на компьютерных считываемых носителях. Носители могут включать в себя магнитные носители, такие как гибкий диск или жесткий диск и оптические носители, такие как CD-ROM или цифровой видеодиск (DVD). Также программа может быть передана посредством каналов-носителей, таких как Интернет.

В то время, как настоящее изобретение подробно показано и описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, специалистам должно быть понято, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны без изменения объема и сущности изобретения, как определено в формуле изобретения.

Промышленная применимость Как описано выше, устойчивость по отношении к ошибкам может быть повышена добавлением кода защиты от ошибок и флага индикации искажения к информации заголовка на уровне протокола линии радиосвязи (ПЛРС), когда мультимедийные данные, такие как видеоданные, требующие использования режима реального масштаба времени или малой задержки, передаются и принимаются в беспроводной среде передачи данных, и частота пропуска пакетов может быть таким образом уменьшена.

Формула изобретения

1. Способ пакетирования данных в системе радиосвязи для передачи и/или приема мультимедийных данных, в беспроводной сети, включающий этапы, на которых формируют данные протокола предварительно определенного уровня путем добавления заголовка к мультимедийным данным, которые передаются по каналу радиосвязи, и добавляют код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных к заголовку данных протокола предварительно определенного уровня, который формируется на данном этапе.

2. Способ пакетирования данных по п.1, отличающийся тем, что флаг индикации искажения устанавливают в результате проверки ошибки в информации заголовка кодом защиты от ошибок.

3. Способ пакетирования данных для протокола уровня линии радиосвязи в устройстве передачи мультимедийных данных в беспроводной сети, включающий этапы, на которых формируют данные протокола уровня линии радиосвязи путем добавления заголовка к мультимедийным данным, которые передают посредством уровня прикладных программ, и добавляют код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных к заголовку данных протокола уровня линии радиосвязи, которые формируются на данном этапе.

4. Способ пакетирования данных по п.3, отличающийся тем, что код защиты от ошибок защищает от ошибок по меньшей мере один из видов информации, включающий информацию типа протокола линии радиосвязи (ПЛРС) и информацию порядкового номера, которые установлены в заголовке данных протокола уровня линии радиосвязи.

5. Способ пакетирования данных по п.3, отличающийся тем, что флаг индикации искажения указывает на ошибку в данных, принятых на нижнем уровне по отношению к уровню протокола линии радиосвязи.

6. Способ пакетирования данных по п.3, отличающийся тем, что флаг индикации искажения указывает на ошибку в данных, содержащихся в модуле данных протокола мультиплексирования (МДПМП) на подуровне мультиплексирования (МП).

7. Способ приема пакета данных в способе декодирования данных путем приема пакета, в котором код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных добавлены к заголовку данных протокола уровня линии радиосвязи, включающий следующие этапы: передают кадр ПЛРС в случае, когда нет ошибки при проверке поля данных кодом защиты от ошибок на уровне мультиплексирования (МП), к следующему уровню, и проверяют ошибку информации заголовка кодом защиты от ошибок в случае, когда имеется ошибка, и устанавливают флаг индикации искажения и повторно упорядочивают данные поля данных в случае, когда нет ошибки в заголовке на данном этапе, и сбрасывают флаг индикации искажения и игнорируют весь кадр в случае, когда имеется ошибка.

8. Способ приема пакета данных по п.7, отличающийся тем, что код защиты от ошибок на уровне МП является кодом для проверки ошибки поля данных в модуле данных протокола мультиплексирования (МДПМП).

9. Устройство пакетирования данных для протокола уровня линии радиосвязи в системе передачи мультимедийных данных в беспроводной сети, содержащее модуль формирования информации заголовка для формирования информации заголовка, к которому добавляется код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка, относящейся к мультимедийным данным, передаваемым посредством уровня прикладных программ, и флаг индикации искажения для индикации искажения данных, и модуль формирования кадра протокола линии радиосвязи (ПЛРС) для формирования кадра радиосвязи путем мультиплексирования информации заголовка, сформированной в модуле формирования информации заголовка, и данных.

10. Устройство приема пакета данных в устройстве для декодирования данных путем приема пакета, в котором код защиты от ошибок для защиты от ошибок информации заголовка и флаг индикации искажения для индикации искажения данных добавляются к заголовку протокола уровня линии радиосвязи, содержащее средство для передачи кадра ПЛРС в случае, когда нет ошибки при проверке поля данных кодом защиты от ошибок на уровне мультиплексирования (МП), на следующий уровень, и для проверки ошибки информации заголовка кодом защиты от ошибок в случае, когда имеется ошибка, и средство для установки флага индикации искажения и для повторного упорядочения данных в поле данных в случае, когда нет ошибки в заголовке на данном этапе, и для сброса флага индикации искажения и для игнорирования всего кадра в случае, когда имеется ошибка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7