способ и система для тестирования цифрового канала связи с переменными или фиксированными скоростями передачи данных

Формула изобретения

1. Способ измерения характеристики канала связи в системе связи, в которой цифровую информацию передают на изменяемых скоростях по каналу связи, включающий операции передачи тестовой последовательности кадров цифровых данных по каналу связи на одной или более из множества выбираемых скоростей, причем упомянутая скорость каждого из упомянутых кадров выбирается в соответствии с моделью человеческой речи, приема тестовой последовательности цифровых данных, передаваемых по каналу связи, генерирования копии тестовой последовательности цифровых данных и сравнения копии тестовой последовательности цифровых данных с тестовой последовательностью данных, принятых по каналу связи, для определения точности передачи данных по каналу связи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тестовую последовательность цифровых данных генерируют в соответствии с псевдослучайным процессом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операция передачи включает в себя операции генерирования первого множества пакетов данных, содержащих тестовую последовательность цифровых данных, выделения упомянутой скорости передачи данных каждому из пакетов данных в соответствии с упомянутой моделью человеческой речи и передачи каждого пакета данных из первого множества пакетов данных на упомянутой выделенной одной скорости из указанного множества скоростей передачи данных.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что операция генерирования копии тестовой последовательности цифровых данных включает генерирование второго множества пакетов данных, по существу, идентичных указанной первой последовательности пакетов данных.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что операция генерирования первого множества пакетов данных включает в себя генерирование последовательностей битов в каждом пакете данных из указанного первого множества пакетов данных в соответствии со вторым псевдослучайным процессом.

6. Способ измерения характеристики канала связи в системе связи, в которой кадры цифровых данных передают с выбираемыми скоростями по каналу связи между удаленным терминалом и базовой станцией, включающий операции передачи от удаленного терминала к базовой станции по каналу связи первого кадра цифровых данных из числа указанных кадров цифровых данных, причем упомянутая скорость каждого из упомянутых кадров выбирается в соответствии с моделью человеческой речи, и первый кард цифровых данных включает в себя первый пакет цифровых тестовых данных, приема базовой станцией первого кадра цифровых данных, генерирования в базовой станции копии первого пакета цифровых тестовых данных и сравнения указанной копии первого пакета цифровых тестовых данных с первым пакетом цифровых тестовых данных, содержащимся в первом кадре цифровых данных, принятом базовой станцией, для определения точности передачи данных по каналу связи.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию приема каждого кадра цифровых данных в базовой станции, определяющей скорость передачи данных, связанную с каждым из принятых кадров цифровой информации.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию генерирования копии первого пакета цифровых тестовых данных в соответствии со скоростью передачи данных, относящейся к первому кадру данных цифровой информации.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию генерирования последовательности битов в первом пакете цифровых тестовых данных в соответствии с псевдослучайным процессом.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что операция передачи первого кадра цифровых данных по каналу связи включает модуляцию первого кадра цифровых данных с использованием сигнала модуляции с расширением спектра.

11. Способ по п.6, отличающийся тем, что упомянутая операция передачи первого кадра цифровых данных по каналу связи включает модуляцию первого кадра цифровых данных с использованием псевдошумового сигнала, соответствующего заданной двоичной псевдошумовой последовательности.

12. Способ по п. 6, отличающийся тем, что включает операцию передачи множества кадров цифровых данных по каналу связи, причем каждый кадр из множества кадров содержит пакет цифровых тестовых данных. формируемых в соответствии с псевдослучайным процессом.

13. Способ по п. 6, отличающийся тем, что операция сравнения включает сравнение последовательностей битов, содержащих копию первого пакета цифровых тестовых данных, с соответствующей последовательностью битов в первом пакете цифровых тестовых данных для накопления отсчета суммарной ошибки по битам.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что включает операции счета кадров данных цифровой информации, принятой в базовой станции, для определения счета принятых кадров данных и определения статистики ошибок кадров данных, исходя из указанного отсчета суммарной ошибки по битам и счета принятых кадров данных.

15. Способ измерения характеристики канала связи в системе связи, в которой кадры данных цифровой информации передают с выбираемыми скоростями по каналу связи от центральной станции к удаленному терминалу, включающий операции передачи от базовой станции к удаленному терминалу пакета цифровых тестовых данных в каждом из кадров цифровой информации, причем упомянутая скорость цифровых тестовых данных выбирается в соответствии с моделью человеческой речи, приема удаленным терминалом кадров данных цифровой информации, переданной базовой станцией, генерирования в удаленном терминале копий каждого пакета цифровых тестовых данных в кадрах данных цифровой информации, принятой базовой станцией, и сравнения копий пакетов цифровых тестовых данных с принятыми пакетами цифровых тестовых данных для определения точности передачи данных по каналу связи.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что операция сравнения включает в себя сравнение последовательностей битов, содержащих копии пакетов цифровых тестовых данных с соответствующими последовательностями битов, содержащими принятые пакеты цифровых тестовых данных, для накопления отсчета суммарной ошибки по битам.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что дополнительно включает операции счета кадров данных цифровой информации, принятой удаленным терминалом, для определения счета принятых кадров данных и определения статистики ошибок кадров данных на основе указанного обсчета суммарной ошибки по битам и указанного счета принятых кадров данных.

18. Система для измерения характеристики канала связи в системе связи, в которой цифровую информацию передают с выбираемыми скоростями по каналу связи, отличающаяся тем, что содержит передатчик для передачи тестовой последовательности цифровых данных на одной или нескольких выбираемых скоростях по каналу связи, приемник для приема тестовой последовательности цифровых данных, переданных по каналу связи, причем приемник содержит средство для генерирования копии указанной тестовой последовательности цифровых данных, и схему цифрового компаратора для сравнения копии тестовой последовательности цифровых данных с тестовой последовательностью цифровых данных, принятых по каналу связи, для определения точности передачи данных по каналу связи.

19. Система по п.18, отличающаяся тем, что передатчик содержит средство для передачи тестовой последовательности цифровых данных на первой из указанных одной или нескольких выбираемых скоростей, а приемник содержит средство для идентифицирования указанной первой скорости передачи данных.

20. Система по п.18, отличающаяся тем, что содержит средство для выбора тестовой последовательности цифровых данных из набора последовательностей псевдослучайных данных .

21. Система по п.18, отличающаяся тем, что передатчик дополнительно содержит средство для генерирования первого множества пакетов данных, содержащих тестовую последовательность цифровых данных, средство для выделения одной скорости передачи данных из множества скоростей передачи данных каждому из пакетов данных в соответствии с первым псевдослучайным процессом и средство для передачи каждого пакета данных из первого множества пакетов данных со скоростью передачи данных, выделенной ему из множества скоростей передачи данных.

22. Система по п.21, отличающаяся тем, что средство для генерирования копии тестовой последовательности цифровых данных включает в себя средство для генерирования второго множества пакетов данных, по существу, идентичных указанной первой последовательности пакетов данных.

23. Система по п.22, отличающаяся тем, что средство для генерирования первого множества пакетов данных включает в себя средство для генерирования последовательностей битов в каждом пакете данных из первого множества пакетов данных в соответствии со вторым псевдослучайным процессом.

24. Система для измерения характеристики канала связи в цифровой системе связи, в которой кадры цифровых данных передают с выбираемыми скоростями по каналу связи между удаленным терминалом и базовой станцией, содержащая передатчик, расположенный в удаленном терминале и предназначенный для передачи пакета цифровых тестовых данных в каждом из кадров цифровой информации, причем упомянутая скорость каждого из упомянутых кадров выбирается в соответствии с моделью человеческой речи, приемник, расположенный в удаленном терминале и предназначенный для приема кадров данных цифровой информации, передаваемой от базовой станции, средство для генерирования копий каждого из пакетов цифровых тестовых данных в кадрах цифровой информации, принятых на базовой станции, и средство для сравнения копий пакетов цифровых тестовых данных с принятыми пакетами цифровых тестовых данных для определения точности передачи данных по каналу связи.

25. Система по п.24, отличающаяся тем, что приемник включает в себя средство для определения скорости передачи данных, относящейся к каждому из кадров цифровой информации.

26. Система по п.25, отличающаяся тем, что содержит средство для генерирования каждой из копий указанных пакетов цифровых тестовых данных на основе скорости передачи данных, относящейся к одному из указанных кадров данных цифровой информации.

27. Система по п.26, отличающаяся тем, что содержит средство для генерирования последовательностей битов в каждом из пакетов цифровых тестовых данных в соответствии с псевдослучайным процессом.

28. Система по п.24, отличающаяся тем, что средство для сравнения включает в себя средство для сравнения последовательности битов, содержащих копии пакетов цифровых тестовых данных, с соответствующими последовательностями битов, содержащими указанные принятые пакеты цифровых тестовых данных для накопления отсчета суммарной ошибки по битам.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к системам связи, использующим цифровые сигналы, и, более конкретно, к новому и усовершенствованному способу и системе для оценки качества передачи по цифровым каналам связи.

Предшествующий уровень техники

Системы связи обеспечивают передачу информационных сигналов от места расположения источника этих сигналов к физически определенному месту расположения адресата. Для передачи этих информационных сигналов по каналам связи, соединяющим места расположения источника и адресата, используют аналоговые и цифровые способы. Цифровые способы обеспечивают ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми способами, включая, например, повышенную помехозащищенность и помехоустойчивость канала, повышенную пропускную способность и улучшенную надежность связи за счет шифрования.

При передаче информационного сигнала от места расположения источника по каналу связи информационный сигнал сначала преобразуют в форму, соответствующую эффективной передаче по данному каналу. Преобразование, или модуляция, информационного сигнала предполагает изменение параметра несущей на основе информационного сигнала таким образом, что спектр полученной модулированной несущей ограничен в пределах полосы канала. В месте расположения адресата передаваемого сигнала первоначальный сигнал сообщения восстанавливают из сигнала модулированной несущей, принятой после прохождения ее по каналу. Это восстановление сигнала обычно осуществляют с использованием процедуры обратной модуляции, используемой в передатчике источника.

Модуляция также облегчает многостанционный доступ, т.е. одновременную передачу нескольких сигналов по общему каналу. Системы связи с многостанционным доступом часто включают в себя множество удаленных абонентских устройств, для которых требуется прерывистое обслуживание относительно краткой длительности, а не непрерывный доступ к каналу связи. Системы, обеспечивающие осуществление связи в течение кратких периодов времени с множеством абонентских устройств, называют системами связи с многостанционным доступом.

Один из конкретных типов системы связи с многостанционным доступом является система с расширением спектра. В системах с расширением спектра, благодаря используемому методу модуляции, передаваемый сигнал распределен в широкой полосе частот в канале связи. Одним из типов системы с расширением спектра с многостанционным доступом является система модуляции по методу многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Известны также другие методы модуляции в системах связи с многостанционным доступом, такие как многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР), многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР) и системы амплитудной модуляции, например, с использованием амплитудно-компандированной одной боковой полосы. Метод модуляции с расширением спектра МДКР имеет значительные преимущества по сравнению с этими методами модуляции для систем связи с многостанционным доступом. Использование методов МДКР в системе связи с многостанционным доступом раскрыто в патенте США N 4901307 на "МНОГОСТАНЦИОННУЮ СИСТЕМУ СВЯЗИ С РАСШИРЕНИЕМ СПЕКТРА, ИСПОЛЬЗУЮЩУЮ СПУТНИКОВЫЕ ИЛИ НАЗЕМНЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ", переуступленном правопреемнику данного изобретения.

Из указанного патента США N 4 901 307 известен способ многостанционного доступа для большого количества пользователей мобильной телефонной системы, каждый из которых имеет приемопередатчик для установления связи с помощью спутниковых ретрансляторов или наземных центральных станций посредством сигналов связи системы МДКР. С помощью системы связи с МДКР частотный спектр можно повторно использовать многократно, тем самым увеличивая пропускную способность по числу пользователей. Использование МДКР обеспечивает гораздо более высокую спектральную эффективность по сравнению с другими методами многостанционного доступа. Еще один пример системы связи с МДКР раскрыт в патенте США N 5103459 на "СИСТЕМУ И СПОСОБ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ В СОТОВОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СИСТЕМЕ МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ", также переуступленном правопреемнику данного изобретения.

Более конкретно, связь в системе с МДКР между первой парой мест расположения осуществляют расширением каждого передаваемого сигнала в полосе канала с помощью уникального пользовательского кода расширения. Определенные передаваемые сигналы выделяют из канала связи сжатием энергии полного сигнала в канале связи с помощью пользовательского кода расширения, связанного с передаваемым сигналом, подлежащим выделению. Передаваемый сигнал разделен на некоторое числе "кадров", каждый из которых включает в себя заданное число информационных битов. Обычно возможно передавать информационные биты в каждом кадре с любой из заданных скоростей передачи данных.

Реализация сотовых систем с расширением спектра, например систем с МДКР, обеспечивающих адекватное обслуживание конкретного географического района, обычно предполагает учет ряда факторов, от которых зависят рабочие характеристики системы. Например, обычно необходимо учитывать протяженность выделенного для использования спектра частот, а также возможности координации с другими соседними системами связи. Помимо этого необходимо учитывать ограничения, налагаемые тепловым шумом и взаимными помехами, создаваемыми различными абонентскими устройствами. Оценки взаимных помех особенно важны для систем с МДКР, поскольку мощность передается абонентскими устройствами в одной и той же полосе, независимо от местонахождения в зоне обслуживания сотовой системы.

Взаимные помехи в каналах связи, соединяющих определенную базовую станцию и абонентские устройства в заданной ячейке, могут возникать в том случае, когда соседние ячейки используют те же или соседние радиоканалы системы МДКР, что и используемые в данной ячейке. Для оценки рабочих характеристик системы в реальных условиях некоторое число абонентских устройств можно развернуть на различных расстояниях от множества базовых станций в качестве средства оценки различных уровней помех в канале. При развертывании системы качество передачи сигнала на различные расстояния от базовой станции можно определить исходя из качественной характеристики сигнала, принимаемого пользователями абонентских устройств. Различные параметры системы (например, уровень передаваемой мощности) можно затем подстроить для улучшения качества связи.

Однако следует ожидать, что количественное измерение способности цифрового канала связи передавать определенные типы информации (например, данные кадров, передаваемых с изменяемой скоростью или с фиксированной скоростью) позволит более точно оценить рабочие характеристики системы. То есть, количественные измерения рабочих характеристик системы позволят накапливать данные рабочих характеристик более точно, чем субъективные сценки качества принимаемого сигнала, получаемые реальными абонентскими пользователями. Например, субъективные оценки качества сигнала не учитывают статистику передачи (например, коэффициент ошибок кадров при разных скоростях передачи данных). Кроме этого, качественная оценка качества сигнала не позволяет обнаружить в реальном времени ухудшение работы канала, приводящее к возрастанию коэффициента ошибок по битам свыше установленного порогового значения. Эта способность канала облегчила бы, например, идентификацию определенных кадров цифровых данных как искаженных в такой степени, что они стали непригодными к использованию, если требуется поддерживать нужный уровень точности.

Соответственно, задача данного изобретения заключается в создании системы для количественной оценки качества каналов связи в цифровой системе связи.

Сущность изобретения

Данное изобретение относится к системе и способу для проверки качества передачи сигнала в цифровой системе связи. В приводимом в качестве примера варианте осуществления данное изобретение может быть использовано в цифровой сотовой системе связи, в которой множество мобильных пользователей осуществляют обмен информацией по каналам связи с расширенным спектром по меньшей мере через одну базовую станцию сотовой системы.

В настоящем изобретении осуществляется проверка цифрового канала связи путем передачи тестовой последовательности цифровых данных по каналу связи. Тестовую последовательность цифровых данных, передаваемую по каналу связи, принимают на приемной станции, в которой также генерируют копию тестовой последовательности цифровых данных. Точность передачи по каналу связи затем определяют сравнением копии тестовой последовательности цифровых данных с тестовой последовательностью данных, принятой по каналу связи.

Настоящее изобретение позволяет передавать тестовую последовательность цифровых данных на одной из скоростей из набора известных скоростей передачи данных, при этом приемная станция обеспечивает идентификацию скорости передачи данных, относящейся к каждой тестовой последовательности цифровых данных. Для моделирования передачи, например, речевых данных систему можно конфигурировать таким образом, чтобы каждая тестовая последовательность генерировалась в соответствии с псевдослучайным процессом.

В предпочтительном осуществлении передача тестовой последовательности предполагает генерирование первого множества пакетов данных, которые совместно образуют тестовую последовательность цифровых данных. Каждому пакету данных ставят в соответствие одну скорость из множества скоростей передачи данных в соответствии с первым псевдослучайным процессом, и затем его передают с назначенной ему скоростью. В рассматриваемом варианте осуществления последовательности битов в каждом пакете генерируют на основе второго псевдослучайного процесса.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества данного изобретения поясняются в нижеследующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - возможный вариант осуществления сотовой абонентской цифровой системы связи, в которой можно использовать способ проверки канала связи, соответствующий настоящему изобретению,

фиг. 2А - предпочтительное осуществление модулятора передачи подвижного устройства, в котором использована передающая часть системы проверки цифровой связи в соответствии с данным изобретением,

фиг. 2В - блок-схема приемника базовой станции для приема передач от подвижных устройств, развернутых в соответствующей ячейке или в секторе.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

I. Общие сведения

Приводимая в качестве примера сотовая абонентская цифровая система связи, в которой может быть использован способ проверки канала связи в соответствии с данным изобретением, изображена на фиг.1. Система по фиг.1 может, например, использовать метод расширения спектра или другие методы модуляции, известные специалистам в данной области техники, для облегчения связи между пользователями мобильных устройств (например, мобильных телефонов) и базовыми станциями. Как показано на фиг.1, контроллер системы и коммутатор 10 обычно содержат интерфейс и схемы обработки данных, чтобы обеспечивать управление системой для базовых станций. При конфигурировании системы по фиг.1 для обработки телефонных выводов контроллер 10 обеспечивает маршрутизацию телефонных вызовов от коммутируемой телефонной сети общего пользования к соответствующей базовой станции для передачи на соответствующее мобильное устройство. В этом случае контроллер 10 также обеспечивает маршрутизацию вызовов от мобильных устройств по меньшей мере через одну базовую станцию в коммутируемую телефонную сеть общего пользования. Контроллер 10 может устанавливать связь по вызовам между мобильными пользователями через соответствующие базовые станции, поскольку мобильные устройства обычно напрямую друг с другом не сообщаются.

Контроллер 10 может связываться с базовыми станциями различными средствами, такими как закрепленные телефонные линии, оптико-волоконные каналы связи или СВЧ-каналы связи. На фиг. 1 представлены две таких базовые станции 12 и 14 вместе с мобильными устройствами 16 и 18. Базовые станции 12 и 14, как указано выше и изображено на чертежах, считаются обслуживающими всю данную ячейку сотовой системы. Но нужно иметь в виду, что ячейка может территориально делиться на сектора, и при этом каждый сектор будет рассматриваться как отдельная зона обслуживания. Соответственно, между секторами одной и той же ячейки могут осуществляться процедуры передачи связи как для множества ячеек, требуемое разнесение может обеспечиваться для секторов, как и для ячеек.

Показанные на фиг. 1 стрелками линии 20а-20b и 22а-22b соответственно определяют возможные линии связи между базовой станцией 12 и мобильным устройством 16 и 18. Аналогично, изображенные стрелками линии 24а-24b и 26а-26b соответственно определяют возможные линии связи между базовой станцией 14 и мобильными устройствами 16 и 18. Предполагается, что базовые станции 12 и 14 осуществляют передачи с использованием одинаковой мощности.

Области обслуживания базовых станций или ячейки сотовой системы связи имеют определенную территориальную зону, вследствие чего данное мобильное устройство обычно будет находиться более близко к одной базовой станции и в одном секторе ячейки, если ячейка разделена на сектора. Когда данное подвижное устройство находится в режиме ожидания, т.е. вызовы отсутствуют, данное мобильное устройство постоянно контролирует передачи пилот-сигнала от каждой ближайшей базовой станции и, в соответствующем случае, от одной базовой станции, для которой ячейка разделена на сектора. Как показано на фиг.1, пилот-сигналы соответственно передают на мобильное устройство 16 базовыми станциями 12 и 14 по исходящим или прямым линиям связи 20а и 26а. Мобильное устройство 16 может определять, в какой ячейке оно находится, путем сравнения уровня сигнала пилот-сигналов, передаваемых от базовых станций 12 и 14.

Речевую передачу каждого мобильного устройства инициируют подачей аналогового речевого сигнала мобильного пользователя на цифровой вокодер. Затем выходной сигнал вокодера последовательно подвергают сверточному кодированию с прямым исправлением ошибок, кодируют в 64-ричной ортогональной последовательности и модулируют на псевдошумовом сигнале несущей. 64-ричную ортогональную последовательность генерируют кодером функции Уолша. Этот кодер управляется с использованием выходных сигналов шести последовательных двоичных символов из кодера сверточного кодирования с прямым исправлением ошибок. Выходные сигналы шести двоичных символов совместно определяют, какая из 64 возможных последовательностей Уолша будет передана. Последовательность Уолша имеет длину 64 бита. Поэтому частота следования элементарных посылок Уолша должна составлять 9600 3 (1/6)) 64 = 307200 Гц для скорости передачи данных, равной 9600 б/сек (9,6 кб/сек).

В линии связи от мобильного устройства к базовой станции (т.е. в обратной линии связи) общая короткая псевдошумовая последовательность (ПШП) используется для всех речевых несущих в системе, а кодирование адреса пользователя осуществляют с помощью генератора пользовательской ПШП. Для данного мобильного устройства выделяют уникальную пользовательскую ПШП по меньшей мере для продолжительности каждого вызова. Пользовательская ПШП обрабатывается по логике "исключающего ИЛИ" с общими ПШП, которые являются увеличенными 32768-последовательностями регистра сдвига, формирующего ПШП максимальной длины. Каждый из получаемых таким образом двоичных сигналов затем путем двухпозиционной фазовой манипуляции модулирует квадратурную несущую, полученные сигналы суммируют для формирования полного сигнала, подвергают фильтрации в полосовом фильтре и преобразуют в выходной сигнал промежуточной частоты. В рассматриваемом варианте осуществления часть процесса фильтрации фактически выполняют цифровым фильтром с конечным импульсным откликом, обрабатывающим выходную двоичную последовательность.

Мощность выходного сигнала модулятора затем регулируется с помощью сигналов от цифрового процессора управления и аналогового приемника. Полученный сигнал преобразуют на радиочастоту путем смещения с использованием синтезатора частот, который настраивает сигнал на требуемую выходную частоту, и затем усиливают до окончательного выходного уровня. Передаваемый сигнал затем подают на антенный переключатель и антенну. Хотя данное изобретение можно осуществить в системе связи с расширением спектра, принципы изобретения описываются со ссылками на обобщенное представление цифровой системы связи, иллюстрируемой на фиг.2A и 2B.

II. Передача тестовых и информационных данных

Фиг. 2A иллюстрирует предпочтительное выполнение модулятора 30 передачи мобильного устройства, в соответствии с которым выполнена передающая часть системы проверки цифровой связи, соответствующей изобретению. При нормальной работе модулятор передачи обрабатывает цифровые информационные данные, например речевую информацию от вокодера к мультиплексору 32. Как описано ниже, мультиплексор 32 обеспечивает передачу управляющих сообщений и пр. вместе с тестовыми данными при работе в тестовом режиме. При работе в тестовом режиме переключатель выбора 34 тестового режима переключают в ответ на команды, полученные от управляющего процессора (не показан), в результате чего модулятор 30 передачи работает с использованием тестовой последовательности псевдослучайных данных, получаемых со схемы 33 генерирования тестовых данных. При нормальной работе мобильного устройства переключатель 34 выбора тестового режима устанавливают таким образом, что только входная линия 31 подключается к кодеру/перемежителю 35 посредством мультиплексора 32. В обоих режимах - обычном и тестовом - кодер/перемежитель 35 выполняет операцию перемежения блоков данных. При нормальной работе интервал перемежения предпочтительно осуществляют через интервал, эквивалентный продолжительности одного "кадра" данных, полученных от, например, вокодера по входной линии 31. Примерная структура цикла данных описана, например, в заявке на патент США N 08/117279 на "СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМАТИРОВАНИЯ ДАННЫХ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ", переуступленной правопреемнику данного изобретения. Дальнейшие подробности о примерной структуре кадра данных можно найти в публикации Временного Стандарта T1A/E1A "Стандарт Совместимости Мобильной Станции - Базовой Станции для Двухрежимной Широкополосной Сотовой Системы с Расширением Спектра", T1A/E1A/IS-95, июль 1993.

Каждый кадр данных вокодера сопровождает заданный код контроля циклическим избыточным кодом (КЦИК) известного специалистам данной области типа. Код КЦИК используют в процессе декодирования (описывается ниже) для обнаружения ошибок по битам, возникающих при передаче по каналу связи. В соответствии с тем, как это описано ниже, способ проверки канала связи в соответствии с данным изобретением можно осуществлять параллельно с обычными способами обнаружения ошибок, чтобы иметь возможность более тщательной оценки точности канала.

При работе в тестовом режиме кодер/перемежитель 35 действует через интервалы перемежения, которые идентичны тем, которые используют при работе в обычном режиме. Но в тестовом режиме кодер/перемежитель обрабатывает одни "пакет" тестовых данных, а не кадр данных вокодера.

В рассматриваемом варианте осуществления каждый пакет тестовых данных, сформированный схемой 33 генерирования тестовых данных, содержит псевдослучайную последовательность битов заданной длины. После кодирования псевдослучайных тестовых данных и последующей передачи по каналу связи к приемной станции принятые тестовые данные сравнивают с их копией, синхронно сформированной в приемной станции. Согласно данному изобретению целостность передачи данных по каналу связи затем можно оценивать на основе сравнения принятой и локально сформированной версий тестовых данных.

В рассматриваемом варианте осуществления кодер/перемежитель 35 используют для генерирования выходной кодовой последовательности с использованием 64-ричной ортогональной сигнализации. При 64-ричной ортогональной сигнализации для кодирования данных имеется набор 64 возможных символов, причем каждый символ кодируют в последовательность длиной 64, содержащую 64 двоичных разряда или "элементов сигнала". Число кодовых символов, сформированных в периоде перемежения продолжительностью 20 мс при скорости передачи данных в 9,6 кб/с и скорости передачи кода г = 1/3, равно 576. Кодовые символы записывают в матрицу памяти перемежителя строками и считывают столбцами. Повтор кода можно использовать для обеспечения использования четырех равных скоростей передачи данных, обеспеченных вокодером на основе кадров данных в 20 мс. Но повторенные кодовые символы не передают в эфир с более пониженными уровнями мощности, а передают только один кодовый символ цикла повтора на номинальном уровне мощности. То есть, повтор кода в рассматриваемом варианте осуществления используют только в силу целесообразности для предусмотрения варианта изменяемой скорости передачи данных в структуре перемежения и модуляции.

Как показано на фиг.2A, в обычном режиме работы и при тестировании кодированные данные от кодера 35 направляют к модулятору 37 передачи. Схема 37 модулятора обрабатывает цифровой выходной сигнал от кодера 35 с использованием формата модуляции, включающего, например, 64-ричную ортогональную сигнализацию. Другими словами, перемеженные кодовые символы объединяют в группы по шесть для выбора одного из 64 ортогональных сигналов.

В рассматриваемом примере временной интервал модуляции данных равен 208,33 мкс и называется интервалом символов Уолша. При скорости передачи данных 9,6 кб/сек интервал 208,33 мкс соответствует 2 информационным битам и эквивалентно 6 кодовым символам при скорости передачи кодовых символов, равной 28800 символов/сек. Интервал символов Уолша подразделяют на 64 равных по времени интервала, называемых элементами сигнала Уолша, каждый длительностью 208,33 / 64 = 3,25 мкс. Скорость передачи элементов сигнала Уолша тогда составляет 1/3,25 мкс = 307,3 кГц. Для скорости псевдошума, равной 1,2288 МГц, есть точно 4 псевдошумовых элемента сигнала, приходящиеся на один элемент сигнала Уолша.

Как указано на фиг.2A, модулятор 36 передачи также содержит передатчик 38, связанный со схемой 37 модулятора. Сигнал несущей, генерируемый в передатчике 38, модулируют цифровой последовательностью посредством схемы 37 модулятора. Полученную таким образом модулированную несущую затем передают с помощью антенны 39 к приемнику 40 базовой станции ячейки (фиг. 2В). В рассматриваемом примере цифровой тестовый пакет, связанный с каждым кадром, выделяют из сигналы, принятого базовой станцией, и сравнивают с локально формируемой копией тестового пакета. В предпочтительном варианте осуществления результаты этого сравнения затем используют управляющим процессором базовой станции при вычислении статистики ошибок, относящейся к точности передачи данных по каналу связи, соединяющему мобильное устройство и базовую станцию.

Характерная особенность данного изобретения заключается в том, что "прямую линию связи" от базовой станции к мобильному устройству можно проверять независимо от обратной линии связи от мобильного устройства к базовой станции. Конкретно, когда нужно дать оценку точности обратной линии связи, тестовые пакеты обратной линии связи передают от подвижного устройства и оценивают в базовой станции. При проверке прямой линии связи тестовые пакеты, переданные от базовой станции, принимают и анализируют в мобильном устройстве.

III. Прием тестовых и информационных данных

На фиг. 2B изображена блок-схема приемника 40 базовой станции, осуществляющего прием передач от мобильных устройств, развернутых в пределах соответствующей ячейки сотовой системы или в секторе. И при обычной работе, и в тестовом режиме сигналы, передаваемые мобильными устройствами и принимаемые антенной 41, поступают в аналоговый приемник 42. В приемнике 42 сигналы, принятые антенной 41, усиливают, преобразуют с понижением частоты на промежуточную частоту, фильтруют посредством полосового фильтра и дискретизируют с помощью аналого-цифрового преобразователя.

В приемнике 40 системы МДКР синхронизацию принимаемого сигнала контролируют с помощью, например, хорошо известного метода коррелирования принимаемого сигнала опережающим местным опорным псевдошумовым кодом и коррелирования принимаемого сигнала с запаздывающим местным опорным псевдошумовым кодом. Разница между этими двумя корреляциями будет усредняться до нуля, если ошибки синхронизации нет. Наоборот, если ошибка синхронизации есть, то эта разница будет указывать величину и знак ошибки, и синхронизация приемника будет соответственно регулироваться.

Оцифрованный выходной сигнал приемника 42 поступает на демодулятор 44. Цифровые кодовые последовательности, формируемые в демодуляторе 44, в ответ на принятый сигнал, поступают на блок декодирования и снятия перемежения 45, который идентифицирует ортогональные кодовые последовательности, передаваемые конкретным мобильным устройством. То есть, блок 45 восстанавливает входные цифровые данные, переданные модулятором 30 передачи (фиг.2A), и направляет полученный результат на демультиплексор 47. После передачи контрольного сообщения и тестовой информации во время фазы "затухания и вспышки" тестового режима демультиплексор 47 идентифицирует первый бит каждого находящегося в последовательности кадра тестовых данных и данных сообщения. Полную битовую последовательность, содержащую каждый находящийся в последовательности кадр данных, затем разделяют надвое: на последовательности принятых данных контрольного сообщения и принятый пакет цифровых тестовых данных. Как показано на фиг. 2B, принятые данные контрольного сообщения даются демультиплексором 47 на управляющий процессор базовой станции во время работы в тестовом режиме "затухания и вспышки".

Демультиплексор 47 направляет принятые тестовые данные и данные сообщения в селекторный переключатель 48 тестового режима в тестовом режиме и при обычной работе соответственно. Работу переключателей 32 и 48 синхронизируют таким образом, что в режиме обычной работы селекторный переключатель 48 тестового режима устанавливается для обеспечения маршрутизации восстановленных цифровых данных сигнала с выхода блока декодирования и снятия перемежения 45 на управляющий процессор базовой станции. В тестовом режиме переключатель 48 соединяет выход блока декодирования и снятия перемежения 45 с цифровым компаратором 49.

Как показано на фиг.2B, цифровой компаратор 49 также получает локально сформированную копию принятого тестового пакета со схемы 50 формирования копии сигнала тестовых данных. В предпочтительном осуществлении управляющий процессор базовой станции регулирует синхронизацию схемы 50 формирования копии сигнала тестовых данных для установления синхронизации со схемой 30 генерации тестовых данных. Цифровые последовательности битов, содержащие принятый тестовой пакет и копию тестового пакета, относящегося к конкретному кадру данных, затем сравнивают в компараторе 49.

Как показано на фиг.2B, результаты каждого такого сравнения запоминают в запоминающем устройстве 52 ошибок кадров данных. Запоминающее устройство 52 ошибок кадров данных предпочтительно запоминает число "ошибок по битам", имеющихся для соответствующих последовательностей битов принятых тестовых данных и копий тестовых данных, относящихся к конкретному кадру. В соответствии со следующим ниже описанием информацию в запоминающем устройстве 52 ошибок кадров данных затем можно использовать управляющим процессором базовой станции для вычисления желательного набора статистических данных для ошибок кадров.

IV. Генерирование тестового пакета

Как указано ниже, одно из преимуществ данного изобретения заключается в возможности производить тестирование без изменения существующих форматов сигнализации. То есть, обычные индикации категории кадров данных снабжаются тестовыми последовательностями, генерируемыми для передачи по каналу связи во время работы в тестовом режиме. Помимо этого возможность формирования в данном изобретении тестовых пакетов с изменяемыми скоростями передачи позволяет оценивать возможности канала связи по передаче речевых данных и т.п.

Как указано выше, при работе в тестовом режиме данные фиксированной скорости передачи или изменяемой скорости передачи могут обеспечиваться схемой 33 генерации тестовых данных. В рассматриваемом примере схемы 33 и 50 генерирования тестовых данных и формирования их копии могут генерировать тестовые пакеты цифровых данных с заданными скоростями (например, 9,6 кб/сек, 4,8 кб/сек, 2,4 кб/сек или 1,2 кб/сек). Далее скорость передачи данных 9,6 кб/сек будет считаться данными "полной скорости" (т.е. Скоростью 1), скорость передачи данных 4,8 кб/сек будет считаться данными с "половинной скоростью" (т. е. Скоростью 1/2), скорость передачи данных 2,4 кб/сек будет считаться данными " одной четвертой скорости" (т.е. Скоростью 1/4), скорость передачи данных 1,2 кб/сек будет считаться данными одной восьмой скорости (т. е. Скоростью 1/6). За исключением операции "затухания и вспышки", в которой контрольные сообщения объединяют в мультиплексоре 32 вместе с тестовыми последовательностями, имеющими скорость ниже полной, во время проверки на фиксированной скорости последовательности битов, каждая из которых содержит тестовый пакет, будут обычно передаваться на одинаковой скорости.

В соответствии с одним ив аспектов данного изобретения речевую связь моделируют путем выбора скорости, при которой следующие друг за другом пакеты проверочных данных передают на основе марковского процесса второго порядка четырех состояний, в котором текущее марковское "состояние" является функцией скоростей передачи данных предшествующих двух тестовых пакетов. Однако понятно, что в других вариантах осуществления могут применять марковские процессы другого порядка и/или состояния. В случае марковского процесса второго порядка можно использовать эквивалентное представление посредством марковской цепи первого порядка и шестнадцати состояний. Каждое состояние в модели определяют скоростями передачи речи (например, полная, половинная скорость, одна четвертая скорости, одна восьмая скорости), относящимися к предшествующей паре последовательных кадров речевых данных. Например, далее в этом описании состояние "0" соответствует предшествующей паре последовательных кадров данных, характеризуемых режимом передачи речи, полной скорости. В таблице 1 даны пары предшествующих речевых скоростей, определяющих каждое таковое марковское состояние.

Соответственно, при тестировании, аппроксимирующем речевую связь, скорость передачи данных каждого тестового пакета выбирают в соответствии с псевдослучайным процессом, представленным в табл. 1. В соответствии с тем, как это будет пояснено ниже, последовательности битов в пакетах данных, используемых как при тестировании с фиксированной скоростью, как и тестировании с изменяемой скоростью, также генерируют с помощью определенного псевдослучайного процесса. Синхронизация процессов генерации последовательности битов с помощью схем 33 и 50 генерирования данных и копии тестового сигнала позволяет формировать в базовой станции точную копию сигнала каждого переданного пакета данных.

В табл. 2 перечислены числа битов, включенных в последовательности, содержащие множество приводимых в качестве примера пакетов данных, переданных на равных скоростях передачи данных. Например, как показано в таблице 2, пакет Скорости 1 содержит последовательность битов из 171 бита, переданного на полной скорости (9,6 кб/сек). Пакет Скорости 1/2 передан на половинной скорости (4,8 кб/сек), пакет Скорости 1/4 передан на одной четвертой полной скорости (4,8 кб/сек), пакет Скорости 1/8 передан на одной восьмой полной скорости (1,2 кб/сек). Блок кодирования и перемежения 35 программируют для повторения кодовых символов для скоростей передачи данных, которые ниже полной скорости. Каждый символ будет выдан 1, 2, 4 или 8 раз для пакетов тестовых данных с полной, половинной скоростью и скоростью одной четвертой или одной восьмой полной скорости соответственно. Поэтому число битов, включенных в каждом пакете (т.е. размер пакета) проверочных данных, изменяется в порядке, указанном в табл. 2, чтобы произведение скорости передачи данных и размера пакета оставалось постоянным. Таким образом устанавливают эквивалентное число кодовых символов на один цикл данных - с соответствующими для циклов данных, в которых скорость передачи данных меньше полной скорости.

Как указано выше, при передаче тестовых данных "затухания и вспышки" мультиплексор 32 объединяет контрольное сообщение с тестовыми битами, содержащими пакет данных со скоростью, меньшей полной скорости (т.е. Скорость 1/2, Скорость 1/4 или Скорость 1/8). В рассматриваемом примере в режиме "затухания и вспышки" находящиеся в последовательности контрольное сообщение и тестовые данные каждого кадра данных передают на полной скорости. Например, когда генерируют проверочный пакет скорости 1/8 (т.е. 16 битов проверочных данных), относительно длинный пакет данных контрольного сообщения (т. е. 152 бита данных контрольного сообщения) объединяют в кадре данных для сообщения. Таким образом, число передаваемых тестовых битов "затухает", чтобы "вспышка" информации контрольного сообщения смогла быть передана в процессе тестирования.

В определенных случаях может оказаться нужным передавать контрольное сообщение, имеющее длину, занимающую весь кадр данных. В этом случае подвижным устройством передают кадр данных типа "пробела и вспышки", включающий в себя только информацию контрольного сообщения (т.е. 0 битов тестовых данных). В приводимом в качестве примера осуществлении устанавливают флаг (в виде дополнительных разрядов), чтобы указать размер данных тестового пакета и контрольного сообщения, переданных во время фазы "затухания и вспышки". Аналогично, передачи "пробела и вспышки" также идентифицируют установкой флага во вспомогательном переданном поле (т.е. дополнительные разряды). Подробности о флаге в структуре цикла данных можно найти в техническом стандарте T1A/E1A/IS-95 и в указанной поданной заявке N 08/117279.

V. Формирование копии тестового пакета

В приемнике 40 базовой станции скорость передачи битов каждого принятого пакета данных определяют декодером 45. В приводимом в качестве примера осуществлении декодер 45 выполняет алгоритм декодирования Витерби, в котором наиболее вероятную последовательность декодирования определяют по каждому принятому пакету тестовых данных. Поскольку в декодере 45 заранее неизвестна степень повторения кодовых символов, связанного с каждым принимаемым кадром данных, то необходимо производить декодирование на каждой возможной скорости передачи данных. Пример возможного выполнения декодера Витерби описан в поданной заявке на патент США N 08/126477 на "МНОГОСКОРОСТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ДЕКОДЕР ВИТЕРБИ ДЛЯ СИСТЕМЫ МДКРК", которая переуступлена правопреемнику данного изобретения.

После идентификации скорости данных, относящейся к данному принятому циклу данных, схема 50 формирования копии тестовых данных направляет локально сформированный пакет тестовых данных соответствующего типа на цифровой компаратор 49. Более конкретно, схема 50 обеспечивает для компаратора 49 категорию кадра данных, характеризующую либо Скорость 1, Скорость 1/2, Скорость 1/4, Скорость 1/8, Скорость 1 с ошибкой по битам или недостаточным качеством кадра данных. В табл. 3 приведены числа битов в тестовом пакете данной категории цикла данных, поданном на компаратор 49 при отсутствии передач типа "затухания и вспышки" или "пробелы и вспышки". Первые пять типов локально формируемых пакетов, приведенных в табл. 3, соответствуют пяти типам передаваемых пакетов, указанных в табл. 2. Например, пакет Скорости 1 подается на компаратор 49 схемой 50 формирования копии, когда определено, что кадр тепловых данных полной скорости был принят без какой бы то ни было обнаруженной ошибки КЦИК. Затем, при декодировании каждого принятого кадра данных принятую информацию кода КЦИК обрабатывают с помощью обычных методов для идентифицирования ошибок по битам, возникших при передаче.

Аналогично, пакеты Скорости 1/2, Скорости 1/4 и Скорости 1/8 обеспечиваются схемой 50 формирования копии для компаратора 49, когда определено, что кадры половинной скорости, одной четвертой скорости и одной восьмой скорости приняты без ошибки КЦИК соответственно. Пакет пробела подается на компаратор 49, когда определено, что установлен флаг "пробела и вспышки" принятого кадра данных. Если обнаруженная ошибка КЦИК такова, что качество принятого кадра данных оценено как недостаточное для обеспечения возможности точного определения скорости, то схема 50 формирования копии тестовых данных создает кадр данных стирания. Этот кадр стирания не содержит битов.

Тестовый пакет, сформированный схемой 50 формирования копии сигнала тестовых данных, находится в соответствии с описываемым ниже алгоритмом формирования пакета данных. Как указано выше, при работы в режиме "затухание и вспышка" устанавливают флаг, который характеризует размер тестового пакета и сопровождающих данных тестового сообщения. Это дает возможность направлять тестовый пакет соответствующего размера на цифровой компаратор 49 - после демультиплексирования контрольного сообщения из принятой тестовой последовательности.

VI. Формирование пакета данных

В предпочтительном осуществлении схемы 33 и 50 формирования тестовых данных и копии тестовых данных формируют последовательности битов в каждом пакете тестовых данных путем генерирования идентичных псевдослучайных последовательностей заданной длины. В частности, схемы 33 и 50 генерируют 31-битовое псевдослучайное число для каждого пакета данных в соответствии со следующим генератором линейной конгруэнции:

x_n = (a) (x_n-1)(mod m),

где x_n-1 и x_n обозначают последовательные выходные целые числа генераторов. В предпочтительном осуществлении параметры "a" и "m" выбирают так, чтобы a = 7⁵ = 16807 и m = 2³¹ - 1 = 2147483647.

При тестировании линии обратной связи между передатчиком 30 мобильного устройства и приемником 40 базовой станции идентичные генераторы случайных чисел в схемах 33 и 50 повторно устанавливают в исходное состояние всякий раз, когда 9 младших битов результата заданной операции "исключающего ИЛИ" становятся эквивалентными 9 младшим битам 32-битового электронного порядкового номера, уникальным образом идентифицирующего мобильное устройство. В частности, такая реинициализация генерирования случайных чисел происходит всякий раз, когда 9 младших битов побитовой операции "исключающее ИЛИ" номера кадра (т.е. числа кадров, переданных после последней установки в исходное состояние) с заданной последовательностью маски (например, "0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101") становятся идентичными 9 младшим битам электронного порядкового номера. Для повторной установки в исходное состояние генераторов случайных чисел используют различные начальные числа для прямого канала Трафика и для обратного канала Трафика. Значение первоначального числа x₀ выбирают исходя из того, чтобы оно было эквивалентно результату поразрядной операции "исключающее ИЛИ" 32-битового номера кадра данных при повторной установке в исходное состояние с маской первоначального числа обратной линии связи (например, "0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101").

Во время каждой повторной установки в исходное состояние генераторы случайных чисел формируют три итерации до получения значения (например, x₃), используемого в качестве первого или единственного для пакетов Скорости 1/8, включенного в первый кадр данных одного числа цепочки из одного или более находящихся в последовательности произвольных чисел. Такие итерации обеспечивают надлежащее декоррелирование тестовых последовательностей, формируемых в соседних мобильных станциях при использовании идентичных процессов. При проверке с изменяемой скоростью первое сформированное произвольное число (например, x₃) также используют для выбора скорости передачи данных первого кадра данных указанным ниже образом. Эти первые три итерации выполняют следующим образом:

x₀ = первоначальное число

x₁ = a x₀ mod m,

x₂ = a x₁ mod m и

x₃ = a x₂ mod m.

Каждое значение x_n можно преобразовать в соответствующее 24-битовое псевдослучайное число, y_n, взяв 24 старших разряда числа x_n. То есть, y_n, является целой частью x_n/128. Являющее n-ым этого 24-разрядного числа число y_n можно выразить в двоичном виде следующим образом: y_n,23 y_n,22 y_n,21 y_n,20... y_n,3 y_n,2 y_n,1 y_n,0,

где y_n,23 обозначает самый старший разряд y_n.

В связи с тестированием на изменяемой скорости для кадров данных Скорости 1 генератор случайных чисел формирует шесть итераций, после чего генерируется число x₃ получения остальных битов, включаемых в последовательность тестового пакета. Пакет Скорости 1 состоит из 24-битовых значений с y₃ по y₁₀ в дополнение к трем заранее определенным битам, предпочтительно только нулями для заполнения 171-битового тестового пакета. Для пакетов Скорости 1/2 генератор случайных чисел формирует три итерации для формирования числа x₃, чтобы получить остальные биты, включенные в последовательность тестового пакета. Пакет Скорости 1/2 состоит из 24-битовых значений с y₃ по y₅ и 8 старших разрядов значения y₅ для заполнения 80-битового тестового пакета. Для пакетов Скорости 1/4 генератор случайных чисел формирует одну итерацию, после чего формируется число x₃ для получения остальных битов, включаемых в последовательность тестового пакета. Пакет скорости 1/4 состоит из 24-битовых значений y₃ по y₅ и 16 самых старших разрядов значения y₅ для заполнения 40-битового тестового пакета. Для кадров данных Скорости 1/8 16 старших разрядов случайного числа y₃, соответствующего первоначальному значению x₃, содержит всю последовательность тестового пакета. Следует отметить, что когда выбирают пакет Скорости 1 и имеются данные контрольного сообщения, например данные сигнализации или дополнительные данные рабочей нагрузки, передаваемые на этапе "затухания и вспышки" тестового режима, тестовый пакет Скорости 1 формируют согласно вышеизложенному порядку, а пакет Скорости 1/2 подают на мультиплексор 32. Кроме этого, если имеются данные контрольного сообщения, передаваемые на этапе "пробела и вспышки" тестового режима, то формируют тестовый пакет Скорости 1, но обеспечивают пакет пробела (т.е. 0 битов тестовых данных).

При тестировании с фиксированной скоростью один тестовый пакет одинаковой скорости генерируют для всех кадров данных при проверке на выбранной фиксированной скорости. Например, при 9,6 кб/сек, 4,8 кб/сек, 2,4 кб/сек или 1,2 кб/сек генератор случайных чисел формирует семь итераций для Скорости 1, четыре итерации для Скорости 2, две итерации для Скорости 1/4 и одну итерацию для Скорости 1/8 соответственно, как указано выше, для обеспечения требуемого числа тестовых битов.

В альтернативных вариантах осуществления прямую линию связи между базовой станцией и мобильной станцией можно тестировать параллельно с или вместо обратной линии связи между мобильной станцией и базовой станцией. При тестировании прямой линии связи передатчик, который является по существу идентичным передатчику 30 (фиг. 2A), включают в базовую станцию, а приемник, по существу идентичный приемнику 40 (фиг.2B), помещают в мобильное устройство. В предпочтительном варианте осуществления процесс генерирования случайных чисел, используемый при тестировании прямой линии связи, реинициализируют для 9 младших разрядов результата поразрядной операции "исключающее ИЛИ" номера кадра с маской прямой линии связи (например, "0010, 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010"), которые становятся эквивалентными 9 младшим разрядам электронного порядкового номера мобильной станции. Соответственно, хотя повторная установка реинициализации процессов генерирования случайных чисел прямой и обратной линий связи будет происходить в разное время, каждый процесс будет реинициализироваться однократно на каждые 512 кадров данных.

VII. Выбор скорости передачи кадров данных

Как показано в табл. 1, в рассматриваемом примере ряд тестовых пакетов моделирования речи генерируют на скоростях, выбранных в соответствии с марковской цепью первого порядка для 16 состояний. Состояние марковской цепи определяют скоростями передачи данных, относящимися к двум предшествующим тестовым пакетам - как указано в таблице 1. Из табл. 1 следует, что каждое состояние может переходить в одно из максимума четырех состояний в заключение конкретного кадра данных. Например, поскольку "состояние 0" существует, когда скорости N-го (т.е. текущего) кадра данных и скорость (N-1 )-ных кадров данных являются Скоростью 1, то скорость (N-1)-oгo кадра любого состояния, в которое переходит состояние 0, должна также быть Скоростью 1. Поэтому состояние 0 может переходить только в состояния 0, 1, 2 и 3, а состояние 1 может переходить только в состояния 4, 5, 6 и 7. В общем, состояние "М" может переходить в состояния (4 М) по модулю 16, (4 М + 1) по модулю 16, (4 M + 2) по модулю 16 и (4 M + 3) по модулю 16.

В табл. 4 представлены множество интегральных вероятностей, характеризующих вероятность того, что (N+1)-ый кадр речевых данных будет иметь конкретную скорость как функцию марковского состояния, существующего в n-ном речевом кадре данных. Каждую из интегральных вероятностей в таблице 4 масштабируют для попадания в пределы от 0 до 32768. То есть, 32768 соответствует вероятности единицы, 0 соответствует интегральной вероятности нуля и т.д. Например, исходя из того, что марковское состояние n-ого цикла данных является 0, табл. 4 определяет, что имеется нулевая вероятность того, что скорость передачи данных (N+1)-го кадра данных будет либо Скоростью 1/8, или Скоростью 1/4. Аналогично, у 2916/32768 имеется вероятность того, что (N+1)-ый кадр данных будет иметь скорость, и у (32768-2916)/32768 имеется вероятность того, что (N+1)-ый цикл данных будет иметь полную скорость. Записи в табл. 4 представляют собой пример эмпирически выведенных речевых параметров, причем подразумевается, что значения этих записей можно изменять для моделирования других процессов изменяемой скорости.

В частности, псевдослучайное число z_r формируют из 15 младших разрядов 24-битового случайного числа y_n, относящегося к N-му кадру, и оно поэтому имеет значения от 0 до 32768. Скорость передачи данных (N+1)-го кадра определяют сравнением значения z_r с записями в строке табл. 4, соответствующей марковскому состоянию n-го цикла данных. В общем, скорость R_i выбирают, если значение больше или равно записи в столбце "i-1" и меньше записи в столбце "1".

Например, в соответствии с таблицей 4, если марковским состоянием n-го кадра данных является 6 и z_r меньше 21856, то скорость передачи данных (N+1)-го кадра данных выбирают как Скорость 1/8. То есть, тестовый пакет Скорости 1/8 генерируют в схемах генерирования тестовых данных и формирования копии тестовых данных во время (N+1)-го кадра. Если марковское состояние N-го кадра данных равно 6 и больше или равно 21856, но меньше 25887, то скорость передачи данных (N+1)-го кадра данных выбирают как Скорость 1/4 и генерируют тестовый пакет Скорости 1/4. Аналогично, если z_r больше или равно 25887, но меньше 27099, то скорость (N+1)-го кадра данных выбирают как Скорость 1/2 и генерируют тестовый пакет Скорости 1/2. Наконец, если z_r больше или равно 27099, то скорость передачи данных (N+1)-го кадра данных выбирают как Скорость 1 и генерируют тестовый пакет Скорости 1.

В приводимом в качестве примера осуществлении марковскую цель устанавливают в состояние 15 при установке в исходное состояние схем 33 и 50 генерирования тестовых данных. При последующей реинициализации генераторов случайных чисел в схемах 33 и 50 состояние марковской цепи снова устанавливают в состояние 15.

VIII. Накопление статистики ошибок кадров данных

В табл. 5 приведено множество счетчиков переданных кадров данных, накопленное в памяти управляющего процессора мобильного устройства (не показано). Обозначение RT_n, используемое в табл. 5, означает скорость передачи данных, относящуюся к n-му кадру данных, переданному мобильным устройством после реинициализации тестирования. Для каждого кадра данных, переданного после реинициализации тестирования, управляющий процессор мобильного устройства обеспечивает приращение соответствующего одного из счетчиков, указанных в табл. 5.

В табл. 6 приведен пример множества статистических данных принятых кадров данных, которые накоплены в памяти управляющего процессора базовой станции (не показано). Обозначение RR_n, используемое в табл. 6, означает скорость передачи данных, относящуюся к n-му кадру данных, принятому базовой станцией после реинициализации тестирования. Термин "ошибка КЦИК" означает ошибки КЦИК, обнаруженные при декодировании. Аналогично, фраза "ошибка тестовой последовательности" указывает одну или более ошибок по битам, которые были обнаружены цифровым компаратором 49 во время поразрядного сравнения принятой тестовой последовательности и соответствующей последовательности копии тестового пакета. Для каждого кадра данных, принятого после реинициализации тестирования, управляющий процессор базовой станции обеспечивает приращение соответствующего одного из счетчиков, указанных в табл. 6. Счетчики получают приращение исходя из результатов различных операций определения скорости. Эти операции могут включать в себя, например, процесс декодирования Витерби, проверку ошибки по КЦИК, различные методы измерения энергии.

В рассматриваемом примере осуществления первый способ определения скорости данных использует процедуру декодирования Витерби декодером 45. Ошибки по битам, которые не обнаружены в процедуре декодирования Витерби, но потом обнаружены при сравнении тестовых данных в цифровом компараторе 49, записаны в табл. 5. В конкретном выполнении содержимое табл. 5 может быть скопировано в памяти управляющего процессора базовой станции, а содержимое табл. 6 может быть скопировано в памяти управляющего процессора мобильной станции.

IX. Вычисление частоты ошибок кадра данных

Статистику передачи и ошибок кадров данных, составленную в табл. 5 и 6, можно использовать для вычисления множества частот ошибок кадров данных, относящихся к передаче на разных скоростях передачи кадров данных. Приводимый в качестве примера набор частот ошибок кадров данных (FER) для передачи на полной скорости, скоростях 1/2, 1/4, 1/8 на линии обратной связи от мобильных станций до базовых станций можно определить следующим образом:

FER_{полной скорости} = 1 - MSO2_R1_c/MSO2_T1_m,

FER_{скорости 1/2} = 1 - MSO2_R13_c/MSO2_T2_m,

FER_{скорости 1/4} = 1 - MSO2_R23_c/MSO2_T3_m,

FER_{скорости 1/8} = 1 - MSO2_R23/MSO2_T4_m,

где счетчики, получающие приращение в мобильной станции, обозначены индексом "m" , а счетчики, получающие приращение в базовой станции, обозначены индексом "c". Нужно отметить, что приводимый выше в качестве примера набор выражений для частот ошибок кадра данных не зависит от числа кадров данных "затухания и вспышки" и кадров данных "пробела и вспышки", передаваемых в данном тестовом интервале.

Аналогично, статистику передачи и ошибок кадров данных табл. 5 и 6 можно использовать в вычислении множества частот ошибок данных, относящихся к передаче по прямому каналу связи с различными скоростями передачи кадров данных. Приводимый в качестве примера набор частот ошибок кадров данных (FER) для передач на полной скорости, скоростях 1/2, 1/4 и 1/8 в прямом канале связи от базовой станции до мобильного устройства можно определить в следующем виде:

FER_{полной скорости} = 1 - MSO2_R1_m/MSO2_T1_c,

FER_{скорости 1/2} = 1 - MSO2_R13_m/MSO2_T2_c,

FER_{скорости 1/4} = 1 - MSO2_R23_m/MSOO2_T2_c,

FER_{скорости 1/8} = 1 - MSO2_R33_m/MSO2_T4_c,

где счетчики, получающие приращение в подвижной станции, обозначены индексом "m", а счетчики, получающие приращение в базовой станции, обозначены индексом "c". Этот набор выражений для частот ошибок кадров данных прямой линии связи также не зависит от числа переданных кадров данных "затухания и вспышки" и кадров данных "пробела и вспышки".

Найдено, что значения счетчиков базовой станции MSO2_T1_c, MSO2_T2_c, MSO2_ T3_c , MSO2_ T4_c можно оценить суммированием значений соответствующих счетчиков мобильной станции. Аналогично, значения счетчиков мобильных станций MSO2_T1_m, MSO2_T2_m, MSO2_T3_m, MSO2_T4_m можно оценить суммированием значений соответствующих счетчиков базовой станции.

Изложенное выше описание предпочтительных вариантов осуществления дано для того, чтобы специалист данной области смог осуществить или использовать данное изобретение. Разные модификации этих вариантов будут очевидны для специалистов данной области, а общие принципы, определенные в данном описании, можно применить в отношении других вариантов осуществления без дополнительной изобретательской деятельности. Поэтому следует иметь в виду, что данное изобретение не ограничивается изложенными здесь вариантами осуществления, а имеет самый широкий объем, соответствующий раскрываемым здесь принципам и новым признакам.