ES2282996T3 - Procedimiento y aparato de ensayo de un canal de comunicacion digital con tasas de transmision de datos fijas o variables. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SUMINISTRA UN SISTEMA Y UN METODO PARA COMPROBAR LA CALIDAD DE TRANSMISION DE LAS SEÑALES DENTRO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES DIGITALES Y PUEDE INCORPORARSE DENTRO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES DIGITALES, CELULARES EN EL CUAL LA INFORMACION ES INTERCAMBIADA SOBRE CANALES DE COMUNICACION DE ESPECTRO EXTENDIDO. UNA SECUENCIA DE PRUEBA DE LOS DATOS DIGITALES TRANSMITIDOS SOBRE EL CANAL DE COMUNICACION ES RECIBIDA EN LA ESTACION RECEPTORA, DENTRO DE LA CUAL TAMBIEN SE GENERA UNA REPLICA DE LA SECUENCIA DE PRUEBA DE LOS DATOS DIGITALES. ENTONCES SE DETERMINA LA EXACTITUD DE LA TRANSMISION SOBRE EL CANAL DE COMUNICACIONES COMPARANDO LA REPLICA DE LA SECUENCIA DE PRUEBA DE LOS DATOS DIGITALES CON LA SECUENCIA DE PRUEBA DE LOS DATOS RECIBIDOS SOBRE EL CANAL DE COMUNICACIONES. LA INVENCION PERMITE QUE LA SECUENCIA DE PRUEBA DE LOS DATOS DIGITALES SEA TRANSMITIDA A UNA DE UN CONJUNTO DE VELOCIDADES CONOCIDAS, ESTANDO DISPUESTA LA ESTACION RECEPTORA PARA IDENTIFICAR LA VELOCIDAD DE LOS DATOS ASOCIADA CON CADA SECUENCIA DE PRUEBA DE DATOS DIGITALES. PARA SIMULAR LA TRANSMISION DE, POR EJEMPLO, DATOS DE VOZ, EL SISTEMA PUEDA CONFIGURARSE DE MANERA QUE LA SECUENCIA DE PRUEBA DE DATOS DIGITALES SE GENERE DE ACUERDO CON UN PROCESO PSEUDO-ALEATORIO.

Description

Procedimiento y aparato de ensayo de un canal de comunicación digital con tasas de transmisión de datos fijas o variables.

Antecedentes de la invención I. Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de comunicación que utilizan señales digitales, y, más concretamente, a un procedimiento y a un aparato mejorados y novedosos para evaluar la calidad de la transmisión sobre canales de comunicación digitales.

II. Descripción de la técnica relacionada

Los sistemas de comunicación se han desarrollado para posibilitar la transmisión de señales de información desde el emplazamiento de origen hasta un destino de usuario físicamente determinado. Tanto los procedimientos analógicos como los digitales se han utilizado para transmitir dichas señales de información sobre canales de comunicación que enlazan los emplazamientos de origen y de usuario. Los procedimientos digitales suelen proporcionar diversas ventajas con respecto a las técnicas analógicas, incluyendo, por ejemplo, la inmunidad mejorada con respecto al ruido y a la interferencia de los canales, una capacidad incrementada, y una seguridad mejorada de comunicación mediante el empleo de la encriptación.

Al transmitir una señal de información desde el emplazamiento de origen sobre un canal de comunicación, la señal de información es primero convertida en una forma adecuada para su transmisión eficaz sobre el canal. La conversión, o la modulación, de la señal de información implica variar un parámetro de una onda portadora sobre la base de la señal de información de tal forma que el espectro de la portadora modulada resultante es confinado dentro de la anchura de banda del canal. En el emplazamiento de usuario la señal de mensaje original es replicado a partir de una versión de la portadora modulada recibida después de la propagación sobre el canal. Dicha replicación se obtiene en general utilizando una inversión del procedimiento de modulación empleado por el transmisor de origen.

La modulación facilita también un acceso múltiple, esto es, la transmisión simultánea de varias señales sobre un canal común. Los sistemas de comunicación de acceso múltiple incluirán a menudo una pluralidad de unidades de abonado remotas que requieren un servicio intermitente de duración relativamente corta más que un acceso continúo al canal de comunicación. Los continuos sistemas diseñados para permitir la comunicación en breves periodos de tiempo con un conjunto de unidades de abonado han sido designadas como sistemas de comunicación de acceso
múltiple.

Un tipo concreto de sistema de comunicación de acceso múltiple es conocido como sistema de espectro extendido. En los sistemas de espectro extendido, la técnica de modulación utilizada da como resultado una extensión de la señal transmitida sobre una banda de frecuencia extendida dentro del canal de comunicación. Un tipo de sistema de espectro extendido de acceso múltiple es un sistema de modulación de acceso múltiple por división de código
(CDMA). En el campo técnico implicado son conocidas otras técnicas de sistemas de comunicación de acceso múltiple, como por ejemplo técnicas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), de acceso múltiple por división de frecuencias (FDMA) y sistemas de modulación AM como por ejemplo banda lateral única de amplitud compandida. Sin embargo, la técnica de modulación de espectro expandido del CDMA tiene ventajas considerables con respecto a estas técnicas de modulación destinadas a sistemas de comunicación de acceso múltiple. El uso de técnicas CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se divulga en la Patente estadounidense No. 4,901,307, titulada "Sistema de comunicación de acceso multiple de espectro expandido que utiliza repetidores terrestres o por satélite" ["SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS"], transferida al cesionario de la presente invención.

En la Patente estadounidense No, 4,901,307 anteriormente referenciada, se divulga una técnica de acceso múltiple en la que un gran número de usuarios de un sistema de teléfonos móviles, cada uno con un transceptor, comunica a través de repetidores por satélite o estaciones base terrestres utilizando las señales de comunicación de este espectro extendido CDMA a utilizar las comunicaciones CDMA, el espectro de frecuencias puede ser reutilizado muchas veces permitiendo así un incremento de la capacidad del usuario del sistema. El uso del CDMA se traduce en una eficacia espectral mucho más elevada de la que puede obtenerse utilizando otras técnicas de acceso múltiple. Un ejemplo adicional de un sistema de comunicación CDMA se divulga en la Patente estadounidense No. 5,103,459 titulada "Sistema y procedimiento para generar ondas de forma de señales en un sistema de telefonos celulares CDMA" ["SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"], también transferido al cesionario de la presente invención.

Más concretamente, la comunicación en un sistema CDMA entre un par de emplazamientos se consigue extendiendo cada señal transmitida sobre la anchura de banda del canal mediante la utilización de un código de dispersión de usuario singular. Las señales específicas transmitidas son extraídas del canal de comunicación replegando la energía de señal compuesta existente en el canal de comunicación con el código de extensión de usuario asociado con la señal transmitida que va a ser extraída. La señal transmitida es dividida en una serie de "tramas", cada una de las cuales incluye un número específico de bits de información. En general es posible transmitir los bits de información dentro de cada trama en uno cualquiera entre un número predeterminado de tasas de transmisión de datos.

La implementación de espectro extendido, por ejemplo, el CDMA, los sistemas celulares capaces de proporcionar un servicio satisfactorio a una región geográfica determinada, en general implica la consideración de una serie de factores que inciden en el rendimiento del sistema. Por ejemplo, en general, es necesario considerar la extensión del espectro de frecuencia disponible, así como el potencial para la coordinación con otros sistemas de comunicación en las proximidades. Así mismo, necesitan ser tomados en consideración los límites impuestos por el ruido y la interferencia térmicos generados por las distintas unidades de abonado. Las estimaciones respecto de la interferencia constituyen una preocupación especial dentro de los sistemas CDMA, ya que la potencia es transmitida por las unidades de abonado sobre la misma anchura de banda con independencia del emplazamiento dentro del área de cobertura celular.

Una interferencia en los canales de comunicación que enlazan una celda concreta y las unidades de abonado dentro de una celda determinada puede surgir cuando las celdas vecinas utilicen los mismos canales o un canal de radio CDMA adyacente como los utilizados dentro de la celda determinada. Con el fin de evaluar el rendimiento del sistema bajo condiciones realistas, puede ser desplegado un número seleccionado de unidades de abonado a diversas distancias respecto de múltiples estaciones base como medio de estimación de los diversos niveles de interferencia de los canales. En el curso del despliegue del sistema, la calidad de la transmisión de la señal a diferentes distancias de una estación base puede ser determinada partiendo de la caracterización cualitativa de la señal recibida por los usuarios de las unidades de abonado. A continuación pueden ajustarse diversos parámetros del sistema (por ejemplo, nivel de potencia transmitido) con el fin de mejorar la calidad de la comunicación.

Sin embargo, se prevé que la medición cuantitativa de la capacidad del canal de comunicación digital para transportar tipos concretos de información (por ejemplo, datos de trama de tasas de transmisión de datos fijas o variables) posibilitaría una más precisa evaluación del rendimiento del sistema. Esto es, las mediciones cuantitativas del rendimiento del sistema permitirían la acumulación de datos acerca del rendimiento más precisos que las caracterizaciones subjetiva de la calidad de la señal recibida solicitadas por los usuarios de abonado reales. Por ejemplo, las evaluaciones subjetivas de la calidad de la señal no permiten la determinación de unas estadísticas de la transmisión (por ejemplo, tasa de errores de trama en diversas tasas de transmisión de datos). Así mismo, la estimación cualitativa de la calidad de la señal no permite la detección en tiempo real de una degradación del canal que de lugar a unas tasas de bits erróneos que excedan de un umbral predeterminado. Esta capacidad facilitaría, por ejemplo, la identificación de tramas concretas de datos digitales que estuvieran "corrompidos" de tal forma como para ser inutilizables si debe mantenerse el nivel de precisión deseado.

La Patente estadounidense No. 5,351,245, titulada "Procedimiento de Detección de Tasas de Bits Erróneos" ["Bit Error Rate Detection Method"], analiza un procedimiento de detección de tasas de bits erróneos para su uso en un sistema de comunicación de radios digitales. El sistema contiene múltiples radios que transmiten y reciben señales de radio frecuencia (RF). Las señales RF son formateadas en múltiples tramas, teniendo cada trama un número predeterminado de bits de datos, del que un subconjunto tiene valores conocidos. Una primera trama de datos es transmitida y a continuación recibida, y el subconjunto de bits de datos conocidos es extraído. Cada bit de datos del subconjunto recibido de bits de datos conocidos es comparado con el conjunto conocido de bits de datos y un contador es incrementado en respuesta a cada comparación resultante de una diferencia entre el bit recibido y el conjunto de bits conocidos. El valor de contador se utiliza para determinar una tasa de errores de bits de la primera trama recibida en un nivel de confianza predeterminado.

La Patente estadounidense No. 4,663,766 describe un procedimiento para determinar la tasa de datos de las señales recibidas en una línea de comunicación. El procedimiento analiza las señales de adiestramiento que normalmente preceden a cada transmisión de datos para determinar si contienen un modelo preseleccionado de inversiones de fase. La presencia o ausencia del modelo indica la tasa de datos.

La Patente estadounidense No. 5,054,035 describe un circuito de evaluación de la calidad de la señal digital que utiliza modelos de sincronización. Los modelos de sincronización son incluidos en las señales recibidas en cada estación y son comparados con una versión localmente almacenada de los modelos para derivar una señal representativa de la calidad de la señal recibida.

De acuerdo con ello, constituye un objeto de la invención proporcionar un sistema para evaluar cuantitativamente la calidad de los canales de comunicación dentro de un sistema de comunicación digital.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un sistema y un procedimiento de ensayo de la calidad de la transmisión de la señal dentro de un sistema de comunicación digital. En una forma de realización ejemplar, la presente invención puede ser incorporada dentro de un sistema de comunicaciones celular digital en el cual la información es intercambiada sobre unos canales de comunicación de espectro extendido, entre una pluralidad de usuarios móviles, por medio de al menos una estación base.

La presente invención contempla el ensayo de un canal de comunicación digital mediante la transmisión de una secuencia de ensayo de datos digitales sobre el canal de comunicación. La secuencia de ensayo de los datos digitales transmitidos sobre el canal de comunicación es recibida en una estación de recepción, dentro de la cual se genera también una réplica de la secuencia de ensayo de los datos digitales. La precisión de la transmisión sobre el canal de comunicación es entonces determinada comparando la réplica de la secuencia de ensayo de los datos digitales con la secuencia de ensayo de los datos recibidos sobre el canal de comunicación.

La presente invención posibilita que la secuencia de ensayo de los datos digitales sea transmitida con una tasa entre un conjunto de tasas de transmisión de datos conocidas, estando la estación receptora dispuesta para identificar la tasa de datos asociada con cada secuencia de ensayo de datos digitales. Con el fin de simular la transmisión, por ejemplo, datos de voz, el sistema puede ser configurado de forma que cada secuencia de ensayo de datos digitales sea generada de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio.

En una implementación preferente, la transmisión de la frecuencia de ensayo implica la generación de una primera pluralidad de paquetes de datos, los cuales colectivamente comprenden la secuencia de ensayo de los datos digitales. A cada paquete de datos se le asigna una tasa entre una multiplicidad de tasas de datos de acuerdo con un primer proceso pseudoaleatorio, y a continuación es con la tasa de datos asignada a aquélla. En una implementación ejemplar las secuencias de bits dentro de cada paquete de datos son generadas sobre la base de un segundo proceso pseudoaleatorio.

Así, de acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para medir un rendimiento de un canal de comunicación en un sistema de comunicación digital en el cual la información digital es transmitida con tasas variables sobre el canal de comunicación. Una secuencia de ensayo de trama de datos digitales es transmitida con una o más tramas entre una pluralidad de tramas seleccionables sobre el canal de comunicación y a continuación recibida. La tasa de cada una de las tramas es seleccionada de acuerdo con un modelo de habla humana. Una réplica de la secuencia de ensayo de los datos digitales es generada y comparada con la secuencia de ensayo de los datos digitales recibidos sobre el canal de comunicación para determinar el rendimiento de la transmisión de datos sobre el canal de comunicación.

De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un sistema para medir un rendimiento de un canal de comunicación en un sistema de comunicación en el cual la información digital es transmitida con tasas seleccionadas sobre el canal de comunicación. El sistema comprende un transmisor para transmitir una secuencia de ensayo de datos digitales con una o más tasas seleccionables sobre el canal de comunicación (determinándose la tasa de acuerdo con un modelo de habla humana), un receptor para recibir la secuencia de ensayo de los datos digitales y un circuito comparador digital para comparar la réplica de la secuencia de ensayo de los datos digitales con la secuencia de ensayo de los datos recibidos sobre el canal de comunicación, para determinar el rendimiento de la transmisión de datos sobre el canal de comunicación.

Breve descripción de los dibujos

Las características, objetos y ventajas de las formas de realización de la presente invención se pondrán de manifiesto de la manera más sensible a partir de la descripción detallada subsecuente tomada en combinación con los dibujos en los cuales los mismos caracteres de referencia identifican los mismos correspondientes caracteres a lo largo de toda la descripción y en los cuales:

La Fig. 1 muestra un sistema de comunicación digital celular de abonado dentro del cual puede emplearse la técnica de ensayo de canal de comunicación de la forma de realización de la presente invención.

La Fig. 2A ilustra una implementación preferente de un modulador de transmisión de unidades móviles dentro de la cual se incorpora una porción de transmisión del sistema de ensayo de comunicación digital de acuerdo con una forma de realización de la invención.

La Fig. 2B muestra un diagrama de bloques de un receptor de estación base operativo para recibir las transmisiones procedentes de las unidades móviles desplegadas dentro de una celda o sector asociado.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes I. Panorámica General del Sistema

En la Fig. 1 se ilustra un sistema de comunicación digital celular de abonado dentro del cual puede emplearse la técnica de ensayo de canal de comunicación de acuerdo con la forma de realización de la presente invención. El sistema de la Fig. 1 puede utilizar, por ejemplo, un espectro extendido u otras técnicas de modulación conocidas por los expertos en la materia para facilitar la comunicación entre los usuarios de las unidades móviles (por ejemplo, teléfonos móviles) y estaciones base. En la Fig. 1, el controlador y conmutador 10 del sistema típicamente incluye una circuitería de interfaz y procesamiento para proporcionar el control del sistema a las estaciones base. Cuando el sistema de la Fig. 1 está configurado para procesar las llamadas de teléfono, el controlador 10 opera para encaminar las llamadas de teléfono procedentes de la red telefónica pública conmutada (PSTN) hasta la estación base apropiada para su transmisión hasta la unidad móvil apropiada. En este caso el controlador 10 funciona también para encaminar las llamadas procedentes de las unidades móviles, por medio de al menos una unidad base, hasta la PSTN. El controlador 10 puede conectar las llamadas entre usuarios móviles por medio de las unidades base apropiadas, puesto que las unidades móviles no se comunican típicamente entre sí de manera directa.

El controlador 10 puede estar acoplado a las estaciones base de diversas maneras, como por ejemplo líneas telefónicas dedicadas, enlaces de fibra óptica o enlaces de comunicación de microondas. En la Fig. 1, se ilustran dos estaciones base ejemplares 12 y 14 del tipo indicado, junto con unas unidades móviles 16 y 18. Las estaciones base 12 y 14 de acuerdo con lo expuesto en la presente memoria y según se ilustra en los dibujos se considera que prestan servicio a una celda entera. Sin embargo debe entenderse que la celda puede estar geográficamente dividida en sectores siendo cada sector tratado como un área de cobertura diferente. En consecuencia, se llevan a cabo transferencias entre sectores de una misma celda de acuerdo con lo descrito en la presente memoria con respecto a múltiples celdas, aunque la diversidad puede también obtenerse entre sectores lo mismo que respecto de las celdas.

En la Fig. 1 las líneas con flechas 20a y 20b y 22a y 22b definen los enlaces de comunicación posibles entre la unidad base 12 y la unidad móvil 16 y 18. De modo similar, las líneas con flechas 24a y 24b y 26a y 26b, respectivamente, definen los enlaces de comunicación posibles entre la estación base 14 y las unidades móviles 16 y 18. Las estaciones base 12 y 14 transmiten nominalmente utilizando una potencia igual.

Las áreas o celdas servicio de las estaciones base están diseñadas en configuraciones geográficas, de forma que la unidad móvil estará normalmente más próxima a una estación base, y dentro de un sector de celda en el caso de que la celda esté dividida en sectores. Cuando la unidad móvil está ociosa, esto es, no hay llamadas en curso, la unidad móvil constantemente verifica las transmisiones de la señal piloto procedentes de cada estación base en las proximidades, y si es aplicable desde una sola estación base en la cual la celda está sectorizada. Como se ilustra en la Fig. 1, las señales piloto son respectivamente transmitidas hasta la unidad móvil 16 por las estaciones base 12 y 14 tras los enlaces de comunicación salientes o hacia adelante 20a y 26a. La unidad móvil 16 puede determinar que cédula está en comunicación comparando la fuerza de la señal en las señales piloto transmitidas desde las estaciones base 12 y 14.

La transmisión de voz por cada unidad móvil se inicia proporcionando la señal de voz analógica de unidad móvil a un vocóder. La salida del vocóder es a continuación, en secuencia, sometida a una codificación convolucional de corrección de errores hacia adelante (FEC), codificada y modulada en secuencia ortogonal sexuagésimo cuarta sobre una señal de portadora PN. La secuencia ortogonal sexuagésimo cuarta es generada por un codificador de función Walsh. El codificador es controlado recogiendo las seis salidas de símbolos binarios sucesivos del codificador convolucional FEC. Las salidas de símbolos binarios determinan colectivamente cuál de las 64 posibles secuencias Walsh será transmitida. La secuencia Walsh tiene una longitud de 64 bits. Así, la tasa de "chip" Walsh debe ser
9600 \cdot 3 \cdot (1/6) \cdot 64 = 307200 Hz para una tasa de transmisión de datos de 9600 bps (9.6 kbps).

En el enlace móvil a celda (esto es, el enlace "inverso") se utiliza una secuencia corta común PN para todas las portadoras de voz del sistema, mientras que la codificación de la dirección de usuario se lleva a cabo utilizando el generador de secuencia PN de usuario. La secuencia PN de usuario es asignada singularmente al móvil durante al menos la duración de cada llamada. La secuencia PN de usuario es tratada con la función Or exclusivo con las secuencias PN comunes, las cuales son unas secuencias de registro de cambio de línea máxima aumentada con una longitud de 32768. Las señales binarias resultantes modulan en bifase una portadora encuadratura, son sumadas para constituir una señal compuesta, son filtradas en paso de banda y trasladadas a una salida de frecuencia IF. En la forma de realización ejemplar, una porción del proceso de filtrado se lleva efectivamente a cabo mediante un filtro digital de respuesta de impulsos finitos (FIR) que opera sobre la salida de secuencia binaria.

La potencia de salida del modulador es a continuación controlada por las señales procedentes del procesador de control digital y por el receptor analógico, convertida la frecuencia operativa de RF mediante su mezcla con un sintetizador de frecuencia que sintoniza la señal adoptándola a la frecuencia de salida apropiada, y a continuación amplificada en el nivel de salida final. La señal de transmisión es entonces pasada sobre un duplexor y una antena. Aunque la presente invención puede incorporarse dentro de un sistema de comunicación de espectro extendido, los principios de la invención se describen con referencia a la representación generalizada de un sistema de comunicación digital tal como se representa en las Figs. 2A y 2B.

II. Transmisión de Datos de Información y Ensayo

La Fig. 2A lustra una implementación preferente del modulador 30 de transmisión de unidades móviles dentro del cual se incorpora una porción de transmisión del sistema de ensayo de comunicación digital de acuerdo con la presente invención. Durante la operación normal de los datos de información digital de los procesos del modulador de transmisión, por ejemplo, la información de voz desde un vocóder hasta un multiplexor 32. De acuerdo con la descripción efectuada más adelante el multiplexor 32 posibilita que los mensajes y datos similares de control sean transmitidos junto con los datos de ensayo durante una fase de "amortiguar y explosionar" de la operación en el modo de ensayo. En un modo de operación de ensayo, un conmutador 34 de selección del modo de ensayo es basculado en respuesta a las instrucciones recibidas de un procesador de control (no mostrado) de forma que el modulador de transmisión 30 opera en base a una secuencia de ensayo de los datos pseudoaleatorios proporcionados por un circuito 33 de generación de datos de ensayo.

Con referencia de nuevo a la Fig. 2A, en la operación normal de la unidad móvil, el conmutador 34 de selección del modo de ensayo es regulado de tal forma que únicamente la línea de entrada 31 está conectada al descodificador/intercalador 35 por medio del multiplexor 32. Tanto durante la operación en el modo normal como en el modo de ensayo el codificador/intercalador 35 ejecuta una operación de intercalado de bloques. Durante la operación en el modo normal el intervalo de intercalación preferentemente se llevará a cabo sobre un equivalente de intervalo con la duración de una "trama" única de datos recibidos de, por ejemplo, un vocóder por medio de la línea de entrada 31. Una estructura de trama ejemplar se describe, por ejemplo, en la Patente estadounidense No. 5,511,073 titulada "Procedimiento y aparato para el formateo de datos de transmisión" ["METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION"], transferida al cesionario de la presente invención. Detalles adicionales de una estructura de trama ejemplar pueden encontrarse en la publicación Estándar Provisional de la TIA/EIA "Estándar de Compatibilidad de Estaciones para Estación Base Móviles para un Sistema Celular de Modo Dual de Espectro de Extensión de Banda Ancha", TIA/EIA/IS-95, Julio de 1993.

Acompañando a cada trama de vocóder está un código de control de redundancia cíclica (CRC) predeterminado de un tipo conocido por los expertos en la materia. El código CRC se utiliza en un proceso de descodificación (descrito más adelante) para identificar los errores de bit producidos durante la transmisión sobre el canal de comunicación. De acuerdo con lo descrito a continuación, la técnica de ensayo de canal de comunicación prevista por las formas de realización de la invención pueden emplearse concurrentemente con técnicas convencionales de detección de errores con el fin de posibilitar una más completa evaluación de la precisión de canal.

Con referencia de nuevo a la Fig. 2A, en la operación en el modo de ensayo el codificador/intercalador 35 opera sobre el intervalo de intercalación idéntico al utilizado durante la operación en el modo normal. Sin embargo, durante en el modo de ensayo un único "paquete" de datos de ensayo, más que una trama de datos de vocóder, es procesado por el codificador/intercalador 35.

En una forma de realización ejemplar de cada paquete de datos de ensayo suministrados por el circuito 33 de generación de ensayo comprende una secuencia de bits pseudoaleatoria con una longitud predeterminada. Después de codificar los datos de ensayo pseudoaleatorios y de la subsiguiente transmisión sobre un canal de comunicación hasta una estación receptora, los datos de ensayo recibidos son comparados con una réplica de aquélla generada de manera sincrónica dentro de la estación receptora. De acuerdo con formas de realización de la invención, la integridad de la transmisión de los datos sobre el canal de comunicación puede ser a continuación evaluada sobre la base de esta comparación entre las versiones de los datos de ensayo recibidas y generadas localmente.

Tomando ahora en consideración la operación del codificador/intercalador 35 con mayor detalle, en una forma de realización específica, el codificador/intercalador 35 está dispuesto para generar una salida de secuencia de código utilizando una técnica de señalización ortogonal sexagésimo cuarta. En la señalización ortogonal sexagésimo cuarta está disponible un conjunto de 64 caracteres posibles para la codificación de datos, siendo codificado cada carácter en una secuencia con una longitud de 64 que contiene 64 bits o "chips" binarios. El número de símbolos de código producidos en un periodo de intercalación ejemplar de 20 msec, suponiendo una tasa de datos de 9.6 kbps y una tasa de código de r = 1/3, es 576. Los símbolos de código se escriben en una configuración de memoria de intercalador por filas y se leen por columnas. La repetición de código puede utilizarse para adaptar cuatro tasas de transmisión de datos diferentes producidas por el vocóder en base a una trama de 20 msec. Sin embargo, los símbolos de código repetidos no son transmitidos por el aire con niveles de energía inferiores, sino que más bien solo un símbolo de código de un grupo de repetición es transmitido con el nivel de potencia nominal. Esto es, la repetición de código en la forma de realización ejemplar se utiliza simplemente como expediente para encajar el sistema de tasas de transmisión de datos variable dentro de la estructura de intercalación y modulación.

Con referencia de nuevo a la Fig. 2A, durante la operación tanto en el modo normal como en el modo de ensayo los datos codificados procedentes del codificador 35 se suministran hasta un modulador de transmisión 37. El circuito modulador 37 opera de acuerdo con la salida digital procedente del codificador 35 utilizando un formato de modulación compuesto por, por ejemplo, una señalización ortogonal sexagésimo cuarta. En otras palabras, los símbolos de código intercalados, son agrupados en grupos de seis para seleccionar uno entre 64 formas de onda ortogonales.

En una implementación ejemplar, el intervalo de tiempo de la modulación de datos es igual a 208.33 \musec, y se designa como intervalo de símbolo Walsh. A 9.6 kbps, 208.33 \musec corresponde a 2 bits de información y, de manera equivalente, a 6 símbolos de código con una tasa de símbolos de código igual a 28800 sps. El intervalo de símbolos Walsh es subdivido en 64 intervalos de igual longitud de tiempo, designados como chips Walsh, con una duración individual de 208.33/64 = 3.25 \musec. La tasa de chip Walsh es por tanto de 1/3.25 \musec = 307.2 kHz. Para una tasa extendida de PN específica de 1.2288 MHz, hay exactamente 4 chips PN por chip Walsh.

Como se indica en la Fig. 2A, el modulador de transmisión 36 incluye también un modulador 38 acoplado al circuito modulador 37. Una señal portadora generada dentro del transmisor 38 es modulada por la salida de frecuencia digital por el circuito modulador 37. La portadora modulada resultante es a continuación transmitida por medio de la antena 39 hasta el receptor de estación 40 (Fig. 2B) de la estación base. En una forma de realización ejemplar el paquete de ensayo digital asociado con cada trama es extraído de la señal recibida en la estación base y comparada con una réplica del paquete de ensayo generada localmente. En formas de realización preferentes los resultados de esta comparación son a continuación utilizados por un procesador de control de la estación base en la computación de estadísticas de errores relacionadas con la precisión de la transmisión de datos sobre el canal de comunicación que enlaza la unidad móvil y la estación base.

Es una característica de las formas de realización de la presente invención que el "enlace hacia adelante" desde la estación base hasta la unidad móvil puede ser ensayado independientemente del enlace "inverso", o "móvil a celda". Concretamente, cuando se desee evaluar la precisión del enlace inverso, los paquetes de ensayo de enlace inverso son transmitidos desde la unidad móvil y evaluados en la estación base. Al ensayar el enlace hacia adelante, los paquetes de ensayo transmitidos desde la estación base son recibidos y analizados en la unidad móvil.

III. Recepción de Datos de Información y Ensayo

Con referencia a la Fig. 2B en ella se muestra un diagrama de bloques de un receptor 40 de estación base operativo para recibir transmisiones procedentes de las unidades móviles desplegadas dentro de una celda o sector asociado. Tanto durante la operación en el modo normal como en el modo de ensayo, las señales transmitidas por las unidades móviles y recibidas en la antena 41 son suministradas al receptor analógico 42. Dentro del receptor 42 las señales recibidas desde la antena 41 son amplificadas, traducidas a frecuencias descendentes con una frecuencia intermedia, filtradas en paso de banda, y muestreadas por un convertidor analógico a digital.

En una implementación CDMA ejemplar del receptor 40, la cadencia de la señal recibida es rastreada utilizando, por ejemplo, la técnica bien conocida de correlacionar la señal recibida por un código PN de referencia local ligeramente temprano y correlacionar la señal recibida con un código PN de referencia local ligeramente tardío. La diferencia entre estas dos correlaciones dará como término medio cero si no hay error de sincronización. Por el contrario, si hay un error de sincronización, entonces esta diferencia indicará la magnitud y el signo del error y la sincronización del receptor quedará ajustada en consonancia.

Se aprecia que la salida digitalizada del receptor 42 se suministra a un desmodulador 44. Las secuencias de código digitales generadas dentro del desmodulador 44 en respuesta a la energía de señal recibida son suministradas a un descodificador/desintercalador 45 operativo para identificar las secuencias de código ortogonales transmitidas por una unidad móvil concreta. Esto es, el descodificador/desintercalador 45 recupera los datos digitales de entrada transmitidos por el modulador de transmisión 30 (Fig. 2A) y proporciona el resultado a un desmultiplexor 47. Cuando tanto el mensaje de control como la información de ensayo han sido transmitidos durante una fase de "amortiguar y explosionar" de la operación en el modo de ensayo, el desmultiplexor 47 identifica el primer bit de cada trama concatenada de datos de ensayo/mensaje. La secuencia de bits compuestos que comprende cada trama concatenada es a continuación bifurcada en secuencia de datos de mensaje de control recibidos y en un paquete recibido de datos de ensayo digitales. Como se indica en la Fig. 2B, los datos de mensaje de control recibidos son emitidos de salida por el desmultiplexor 47 hasta el procesador de control de estación base durante la operación en el modo de ensayo "amortiguar y explosionar".

En desmultiplexor 47 suministra los datos de ensayo y de mensaje recibidos a un conmutador 48 de selección en el modo de ensayo durante la operación en el modo normal y de ensayo, respectivamente. La operación de los conmutadores 32 y 48 está sincronizada, de forma que durante la operación en el modo normal, el conmutador 48 de selección en el modo de ensayo es regulado para encaminar la salida de los datos de la señal digital recuperada mediante el descodificador/desintercalador 45 hasta el procesador de control de estación base. Durante la operación en el modo de ensayo, el contador 48 efectivamente enlaza la salida del descodificador/desintercalador 45 con un comparador digital 49.

Como se indica en la Fig. 2B, el comparador digital 49 recibe también una réplica generada localmente del paquete de ensayo recibido procedente de un circuito de replicación 50. En la implementación preferente el procesador de control de la estación base ajusta la sincronización del circuito 50 de la replicación de datos de ensayo para establecer la sincronización con el circuito 53 de generación de datos de ensayo. Las secuencias de bits digitales que comprenden el paquete de ensayo recibido y el paquete de ensayo replicado asociados con una trama determinada, son entonces comparados dentro del comparador 49.

Como se indica mediante la Fig. 2B, los resultados de cada una de dichas comparaciones son almacenados dentro de la memoria 52 de error de trama. La memoria 52 de error de trama preferentemente será capaz de almacenar el número de "errores de bits" existentes entre los bits correspondientes de las secuencias de datos de ensayo recibidas y replicadas asociadas con una trama determinada. Como se describe más adelante en la presente memoria, la información existente dentro de la memoria 52 de errores de trama puede a continuación utilizarse por el procesador de control de estación base para computar el conjunto deseado de estadísticas de errores de trama.

IV. Generación de Paquetes de Ensayo

Como se expone a continuación, la presente invención ventajosamente permite la realización de ensayos sin modificar los formatos de señalización existentes. Esto es, las indicaciones convencionales de categorías de tramas están dotadas de unas secuencias de ensayo asociadas y son generadas para su transmisión por el enlace de comunicación durante la operación en el modo de ensayo. Así mismo, la capacidad de la forma de realización de la presente invención para suministrar paquetes de ensayo de tasa variable posibilita la evaluación de capacidad de un canal de comunicación para transportar datos de voz y similares.

Como se indicó anteriormente, el circuito 33 de generación de datos de ensayo puede proporcionar ya sea datos de tasa fija, ya sea datos de tasa variable durante la operación en el modo de ensayo. En una implementación ejemplar los circuitos 33 y 50 de generación y replicado son capaces de generar unos paquetes de ensayo generadores de datos digitales como conjunto de tasas predeterminadas (por ejemplo 9.6 kbps, 4.8 kbps, 2.4 kbps o 1.2 kbps). En lo que sigue a continuación una tasa de datos de 9.6 kbps será considerada como datos "de tasa completa" (esto es, Tasa 1), una tasa de datos de 4,8 kbps será considerada como datos "de media tasa" (esto es, Tasa ½), una tasa de datos de 2.4 kbps será considerada como datos "de cuarto de tasa" (esto es, Tasa ¼), y una tasa de datos de 1.2 kbps será considerada como datos "de octavo de tasa" (esto es, Tasa 1/8). Con la excepción de la operación de "amortiguar y explosionar" en la cual los mensajes de control son combinados dentro del multiplexor 32 junto con una secuencia de ensayo inferior a una tasa completa, durante el ensayo de tasas fijas las secuencias de bits que comprende cada paquete de ensayo serán normalmente transmitidas con la misma tasa.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la comunicación de voz es simulada mediante la selección de la tasa con la cual los paquetes consecutivos de tasa de datos son transmitidos sobre la base de un proceso Markov de segundo orden, de cuarto estado en el cual el actual "estado" Markov es una función de las tasas de transmisión de datos de los dos paquetes de ensayo precedentes. Se entiende, sin embargo, que pueden emplearse procesos Markov de orden y/o estado diferentes. En el caso de un proceso Markov de segundo orden, puede utilizarse una representación equivalente que utilice una cadena Markov de primer orden, de dieciséis estados. Cada estado existente dentro del modelo se define por las tasas de habla (por ejemplo, tasa completa, media tasa, cuarto de tasa, u octavo de tasa), asociadas con un par precedente de tasas de habla consecutivas. En lo que sigue a continuación el estado "0" se corresponde con un par precedente de tramas consecutivas caracterizadas por una actividad de habla de tasa completa. La Tabla I inferior expone el par de tasas de habla precedentes que definen cada estado Markov del tipo indicado.

TABLA I

1

De acuerdo con ello, durante los ensayos diseñados para aproximar la comunicación de voz, la tasa de datos de cada paquete de ensayo es seleccionada de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio representando por la Tabla I. Como se analizará más adelante, las secuencias de bits dentro de los paquetes de datos utilizados en los ensayos tanto de tasas fijas como de tasas variables son también generadas utilizando un proceso pseudoaleatorio específico. La sincronización de los procesos de generación de frecuencias ejecutadas utilizando los circuitos 33 y 50 de generación y replicado de datos posibilita una réplica exacta de cada paquete de datos transmitido que va a ser producido dentro de la estación base.

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Con referencia ahora a la Tabla II, en ella se relaciona una pluralidad de bits incluidos dentro de las secuencias que comprenden un conjunto de paquetes de datos ejemplar transmitido con diversas tasas de transmisión de datos. Por ejemplo, en la forma de realización representada por la Tabla II, un paquete de una Tasa I incluye una secuencia de bits de 171 bits transmitidos con una tasa completa (por ejemplo, 9.6 kbps). Un paquete de una Tasa de ½ es transmitido con la mitad de una tasa completa (por ejemplo, 4.8 kbps), un paquete de una Tasa de ¼ es transmitido con un cuarto de una tasa completa (por ejemplo, 2.4 kbps), un paquete de una Tasa de 1/8 es transmitido con un octavo de una tasa completa (por ejemplo, 1.2 kbps). El codificador/intercalador 35 está programado para repetir símbolos de código para tasas de transmisión de datos inferiores a la tasa completa. Cada símbolo será emitido de salida 1, 2, 4, u 8 veces para unos paquetes con tasas completa, media, un cuarto, o un octavo de datos de ensayo, respectivamente. Por consiguiente, el número de bits incluidos dentro de cada paquete (esto es, el tamaño del paquete) de los datos de ensayo varía de la manera indicada por la Tabla II con el fin de que el producto de la tasa de datos y del tamaño de los paquetes permanezca constante. De esta forma se establece un número equivalente de símbolos de código por trama, teniendo lugar la repetición de símbolos de código apropiada para tramas en las cuales la tasa de datos es inferior a la tasa completa.

TABLA II

2

Como se destacó anteriormente, durante la transmisión de datos de ensayo de "amortiguar y explosionar" el multiplexor 32 combina un mensaje de control con los bits de ensayo que comprende un paquete de datos inferior a una tasa completa (esto es, ½ de Tasa, ¼ de Tasa o 1/8 deTasa). En una forma de realización ejemplar, durante la operación en el modo "amortiguar y explosionar" el mensaje de control concatenado y los datos de ensayo de cada trama son transmitidos con una tasa completa. Por ejemplo, cuando se genera un paquete de ensayo con un 1/8 de Tasa (esto es, 16 bits de datos de ensayo) un paquete relativamente prolongado de datos de mensajes de control (esto es, 152 bits de datos de mensajes de control) son combinados dentro de la trama de transmisión. De esta forma, el número de bits de ensayo transmitidos es "amortiguado" con el fin de posibilitar una "explosión" de una información de mensajes de control para que sea comunicada durante el proceso de ensayo.

Bajo determinadas circunstancias puede ser deseable transmitir un mensaje de control que tenga una longitud que abarque una trama entera. En este caso, una trama de "en blanco y explosionar" incluyendo únicamente la información de un mensaje de control (esto es, 0 bits de datos de ensayo) es transmitida por la unidad móvil. En una forma de realización ejemplar se establece un indicador (en forma de bits aéreos para especificar el tamaño del paquete de ensayo y de los datos de mensaje de control transmitidos durante la fase de "amortiguar y explosionar" de la operación. De modo similar, las transmisiones de "en blanco y explosionar" son también identificadas mediante el establecimiento de un indicador dentro de un campo transmitido auxiliar (esto es, bits de rebose). Los detalles del indicador de la estructura de trama pueden encontrarse en el estándar técnico TIA/EIA/IS-95 y en la Patente estadounidense No. 5,511,073 anteriormente mencionada.

V. Duplicación de Paquetes de Ensayo

Dentro del receptor 40 de estación base, la tasa de bits de cada paquete de datos recibidos se determina por el descodificador 45. En una forma de realización ejemplar, el descodificador 45 es operativo para implementar un algoritmo de descodificación Viterbi en el cual la secuencia de descodificación de mayor probabilidad se determina con respecto a cada paquete de datos recibido de ensayo. Dado que el descodificador 45 no está provisto de un conocimiento a priori del grado de repetición de los símbolos de código asociados con cada trama recibida, es necesario intentar la descodificación en cada tasa de datos posible. Un descodificador Viterbi ejemplar se describe en la Patente estadounidense No. 5,710,784 titulada "Descodificador viterbi en series multitasa para aplicaciones en sistemas CDMA" ["MULTIRATE SERIAL VITERBI DECODER FOR CDMA SYSTEM APPLICATIONS"], que está transferida al cesionario de la presente invención.

Después de la identificación de la tasa de datos asociada con una trama concreta recibida, el circuito 50 de duplicación de datos suministra un paquete generado localmente de datos de ensayo del tipo apropiado al comparador digital 49. Específicamente, una categoría de trama indicativa ya sea de una Tasa 1, de ½ de Tasa, de ¼ de Tasa, de 1/8 de Tasa, En Blanco, una Tasa 1 con un Error de Bits o con una Calidad de Trama Insuficiente es suministrada por el circuito 50 al comparador 49. Así mismo, la Tabla III relaciona el número de bits dentro del paquete de ensayo de una categoría de trama determinada suministrada al comparador 49 en ausencia de la transmisión amortiguar y explosionar o en blanco y explosionar. Los cinco primeros tipos de paquetes localmente generados relacionadas en la Tabla III se corresponden con los cinco tipos de paquetes transmitidos y enumerados en la Tabla II. Por ejemplo, un paquete con una Tasa 1 es suministrado al comparador 49 por el circuito 50 de duplicación cuando se determina que una trama de datos de ensayo de tasa completa fue recibida sin que se detectara ningún error CRC. De nuevo, durante la descodificación de cada trama recibida la información de código CRC recibida con aquella es procesada utilizando técnicas convencionales con el fin de identificar los errores de bits surgidos durante la transmisión.

De modo similar, los paquetes de 1/8 de Tasa, de 1/4 de Tasa y de 1/8 de tasa son suministrados por el circuito 50 de comparación al comparador 49 cuando se determina que han sido recibidas unas tramas de media tasa, una tasa de un cuarto y una tasa de un octavo, respectivamente, en ausencia de un error CRC. Un paquete en blanco es suministrado al comparador 49 cuando se determina que ha sido establecido el indicador "en blanco y explosionar" de una trama recibida. Si el error CRC detectado es tal que la calidad de la trama recibida es considerada insuficiente para posibilitar la determinación precisa de la tasa, se suministra una trama de borrado por el circuito 50 de duplicación de datos de ensayo. La trama de borrado suministrada no contiene bits.

TABLA III

3

El paquete de ensayo generado por el circuito 50 de duplicación de datos de ensayo está en consonancia con el algoritmo de generación de paquetes de datos analizado a continuación. Como se señaló anteriormente, durante la operación en el modo "amortiguar y explosionar" se establece un indicador expresivo del tamaño del paquete de ensayo y de los datos de mensaje de control asociados. Ello posibilita que un paquete de ensayo del tamaño adecuado sea suministrado al comparador digital 49, después de la desmultiplexación del mensaje de control procedente de la secuencia de ensayo recibida.

VI. Generación de Paquetes de Datos

En una forma de realización preferente, los circuitos 33 y 50 de duplicación y generación de datos de ensayo son operativos para crear las secuencias de bits dentro de cada paquete de datos de ensayo mediante la generación de secuencias aleatorias idénticas de longitud predeterminada. En particular, los circuitos 33 y 50 están dispuestos para generar un número pseudoaleatorio de 31 bits para cada paquete de datos de acuerdo con el siguiente generador de congruencia lineal:

x_{n} = (a) \cdot (x_{n} -1) (mod \ m)

donde x_{n-1} y x_{n} indican las salidas enteras sucesivas de los generadores. En una implementación preferente los parámetros "a" y "m" son seleccionados de forma que

a = 7^{5} = 16807,

\;

y

m = 2^{31} - 1 = 2147483647

Durante el ensayo del canal de enlace inverso entre el transmisor de unidad móvil 30 y el receptor 10 de la unidad base, los generadores de número aleatorio idénticos existentes dentro de los circuitos 33 y 50 son reinicializados cada vez que los 9 bits menos significativos del resultado de una operación O exclusivo predefinida resultan equivalentes a los 9 bits menos significativos de un número de serie electrónica (ESN) de 32 bits que identifica de modo singular una unidad móvil concreta. Específicamente, la reinicialización de la generación de números aleatorios tiene lugar cada vez que los 9 bits menos significativos de una operación O exclusivo relativo a bits del Número de Trama (esto es, # de tramas transmitidas desde la última inicialización) con una secuencia de máscaras predefinida (por ejemplo, "0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101") resultan idénticos a los 9 bits menos significativos del ESN. Se utilizan diferentes semillas para reinicializar los generadores de números aleatorios para el Canal de Tráfico hacia Adelante y el Canal de Tráfico Inverso. El valor de "semilla" inicial de x_{0} es elegido en base al equivalente al resultado de la operación O exclusivo relativo a bits del Número de Trama de 32 bits en la reinicialización con una máscara de "semilla" de enlace inverso (por ejemplo, "0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101").

Durante cada reinicialización los generadores de números aleatorios son repetidos tres veces antes de producir un valor (esto es, x_{3}) utilizado como el primero, o para los paquetes de 1/8 de Tasa como el único, de una ristra de uno o más números aleatorios concatenados incluidos dentro de una primera trama. Dichas repeticiones múltiples aseguran que las secuencias de ensayo generadas en las estaciones móviles vecinas que utilizan procesos idénticos no estarán relacionadas entre sí. Durante los ensayos de tasa variable, el primer número aleatorio producido (esto es, x_{3}) se utiliza también para la selección de la tasa de datos de la primera trama de la manera expuesta a continuación. Estas tres repeticiones iniciales se llevan a cabo del siguiente modo:

x_{0} = semilla,

x_{1} = a \cdot x_{0} mod m,

x_{2} = a \cdot x_{1} mod m,

\;

y

x_{3} = a \cdot x_{2} mod m.

Cada valor de x_{n} puede ser transformado en un número pseudoaleatorio correspondiente de 24 bits, y_{n}, tomando los 24 bits más significativos de x_{n}. Esto es, y_{n} es una parte entera de x_{n}/128. El enésimo de dicho número de 24 bits, y_{n}, pude expresarse de forma binaria como sigue:

y_{n,23} \ y_{n,22} \ y_{n,21} \ y_{n,20} \ . . . . \ y_{n,3} \ y_{n,2} \ y_{n,1} \ y_{n,0}

donde y_{n,23} indica el bit más significativo de y_{n}.

De nuevo con respecto al ensayo de tasa variable, para las tramas de 1 Tasa, el generador de números aleatorios es repetido otras seis veces siguiendo la producción del término x_{3} con el fin de proporcionar los bits restantes incluidos dentro de la secuencia de paquetes de ensayo. El paquete de 1 Tasa está compuesto por unos valores y_{3} a y_{10} de 24 bits además de los tres bits predeterminados, todos preferentemente "de 0" para completar el paquete de ensayo de 171 bits. Para los paquetes de ½ de Tasa el generador de números aleatorios es repetido tres veces más siguiendo la producción del término x_{3} con el fin de proporcionar los bits restantes incluidos dentro de la secuencia de paquetes de ensayo. El paquete de ½ de Tasa está compuesto por los valores y_{3} a y_{5} de 24 bits y de los 8 bits más significativos del valor y_{5} para completar el paquete de ensayo de 80 bits. Para los paquetes de ¼ de Tasa el generador de números aleatorios es repetido una vez más siguiendo la producción del término x_{3} con el fin de proporcionar el resto de los bits incluidos dentro de la secuencia de paquetes de ensayo. El paquete de ¼ de Tasa está compuesto por los valores y_{3} a y_{5} de 24 bits y de los 16 bits más significativos del valor y_{5} para completar el paquete de ensayo de 40 bits. Para las tramas de datos de 1/8 de Tasa los 16 bits más significativos del número aleatorio y_{3} correspondiente al valor inicial x_{3} comprende la entera secuencia de paquetes de ensayo. Debe destacarse que, cuando un paquete de 1 Tasa es seleccionado y hay unos datos de mensaje de control, de señalización o unos datos de tráfico secundario, que van a ser enviados en una fase de "amortiguar y explosionar" de la operación en el modo de ensayo, un paquete de ensayo de 1 Tasa es generado de acuerdo con lo anteriormente descrito, pero un paquete de ½ Tasa es suministrada al multiplexor 32. Así mismo, cuando hay unos datos de mensaje de control para ser enviados en una fase de "en blanco y explosionar" de la operación en el modo de ensayo, un paquete de ensayo de 1 Tasa es generado, pero se suministra un paquete en blanco (esto es, 0 bits de datos de ensayo).

En ensayos de tasas fijas el mismo paquete de datos de ensayo de tasa es generado para todas las tramas durante el ensayo con la tasa fija seleccionada. Por ejemplo, con 9.6 kbps, 4.8 kbps, 2.4 kbps, o 1.2 kbps, el generador de números aleatorios es repetido siete veces para 1 Tasa, cuatro veces para ½ de Tasa, dos veces para ¼ de Tasa, y una vez para 1/8 de Tasa, respectivamente, de acuerdo con lo expuesto anteriormente, con el fin de proporcionar el número requerido de bits de ensayo.

En formas de realización alternativas el enlace de comunicación hacia adelante entre la estación base y la estación móvil puede ser ensayado conjuntamente con, o en lugar de, el enlace de comunicación inversa entre la estación móvil y la estación base. Al ensayar el enlace hacia adelante, un transmisor sustancialmente idéntico al transmisor 30 (Fig. 2A) es incluido dentro de la estación base y un receptor sustancialmente idéntico al receptor 40 (Fig. 2B) es situado dentro de la unidad móvil. En una implementación preferente el proceso de generación de números aleatorios empleado durante el ensayo de enlace hacia adelante es reinicializado sobre los 9 bits menos significativos del resultado del O exclusivo relativo a bits del Número de Trama con una máscara de enlace hacia adelante (por ejemplo, "0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101") que resulta equivalente a los 9 bits menos significativos de la estación móvil ESN. Por consiguiente, aunque se produzca la reinicialización de los procesos de generación de números aleatorios de enlace hacia adelante e inverso en momentos diferentes, cada proceso será reinicializado una vez cada 512
tramas.

VII. Selección de Tasas de Trama

Con referencia de nuevo a la Tabla I, en una forma de realización ejemplar, una serie de paquetes de ensayo diseñados para emular el habla son generados con tasas seleccionadas de acuerdo con una cadena Markov de primer orden de 16 estados. El estado de la cadena Markov se define por las tasas de transmisión de datos asociadas con los dos paquetes de ensayo precedentes, de acuerdo con lo indicado en la Tabla I. Como puede apreciarse a partir de la Tabla I, cada estado es capaz de pasar a, como máximo, cuatro estados a la conclusión de una trama particular. Por ejemplo, dado que existe el "estado 0" cuando las tasas de la trama Enésima (esto es, actual), y la tasa de las tramas (Enésima - 1) son 1, la tasa de la trama (Enésima - 1) de cualquier estado al cual pase el estado 0 debe ser también 1. Por tanto, el estado 0 puede pasar únicamente a los estados 0, 1, 2 y 3; y el estado 1 puede pasar únicamente a los estados 4, 5, 6 y 7. En general, el estado "M", puede pasar, como máximo a los estados (4 \cdot M) módulo 16, (4 \cdot M + 1) módulo 16, (4 \cdot M + 2) módulo 16, y (4 \cdot M + 3) módulo 16.

Con referencia ahora a la Tabla IV, en ella se compila una serie de probabilidades cumulativas que expresan la probabilidad de que una trama de habla con el número (N + 1) será una tasa particular como una función del estado Markov existente en la trama de habla enésima. Cada una de las propiedades cumulativas dentro de la Tabla IV están escalonadas para ser incluidas dentro del margen de 0 a 32,768. Esto es, una entrada de 32,768 se corresponde con una probabilidad de unidad, una entrada de 0 se corresponde con una probabilidad de cero, y así sucesivamente. Por ejemplo, suponiendo que el estado Markov de la enésima trama sea 0, la Tabla IV especifica que hay una probabilidad cero de que la tasa de datos de la trama con el número N + 1 será o bien 1/8 de Trama, o ¼ de Trama. De modo similar, hay una probabilidad de 2916/32,768 de que la trama con el número (N + 1) tenga una tasa de ½, y una probabilidad de (32,768 - 2916)/32,768 de que la trama con el número (N + 1) tenga una trama completa. Las entradas dentro de la Tabla IV son representativas de un conjunto ejemplar de parámetros de habla empíricamente derivados, entendiéndose que los valores de dichas entradas podrían modificarse para configurar otros procesos de tasas variables.

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TABLA IV

4

El número pseudoaleatorio y_{n} de 24 bits el cual, según se indicó anteriormente, comprende todo o parte de la secuencia de paquetes de ensayo de una trama determinada, puede también utilizarse para facilitar la selección aleatoria de la tasa de datos de cada trama sucesiva. En particular, un número pseudoaletorio z_{r} se constituye a partir de los 15 bits menos significativos del número aleatorio y_{n} de 24 bits asociado con la trama Enésima, y por tanto alcanza un valor entre 0 y 32.768. La tasa de datos de la trama (N + 1) se determina comparando el valor de z_{r} con las entradas en la fila de la Tabla IV correspondientes al estado Markov de la enésima trama. En general, se elige una tasa R_{i} si el valor z_{r} es mayor o igual a la entrada de la columna "i - 1", y es inferior a la entrada de la columna
iésima.

Como ejemplo, la Tabla IV indica que el estado Markov de la trama enésima es 6 y z_{r} es inferior a 21856, entonces la tasa de datos de la trama con el número N + 1 se selecciona de forma que sea 1/8 de Tasa. Esto es, un paquete de ensayo de 1/8 de tasa se genera dentro de los circuitos de generación y duplicación de ensayo en el curso de la trama con el número (N + 1). Considerando de nuevo el supuesto de que el estado Markov de la enésima trama sea 6, cuando z_{r} es mayor o igual a 21856 pero inferior a 25887, la tasa de datos de la trama con el número (N + 1) se selecciona para que sea ¼ de Tasa y se genere un paquete de ensayo de ¼ de Tasa. De modo similar, si z_{r} es mayor o igual a 25887 pero inferior a 27099, la tasa de datos de la trama con el número (N + 1) se selecciona para que sea ½ de Tasa y se genera un paquete de ensayo de ½ de Tasa. Finalmente, si z_{r} es mayor o igual a 27099, la tasa de datos de la trama con el número (N + 1) se selecciona para que sea 1 Tasa y se genera un paquete de ensayo de una 1 Tasa.

En una forma de realización ejemplar, la cadena Markov se establece hasta el estado 15 tras la inicialización de los circuitos 33 y 50 de la generación de datos de ensayo. Tras la reinicialización subsecuente de los generadores de números aleatorios dentro de los circuitos 33 y 50, el estado de la cadena Markov es de nuevo reinicializada hasta el estado 15.

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VIII. Acumulación de Estadísticas de Errores de Trama

Con referencia ahora a la Tabla V, en ella se relaciona un conjunto de contadores de tramas transmitidas acumuladas dentro de una memoria de un procesador de control de unidad móvil (no mostrado). La anotación RT_{n} utilizada dentro de la Tabla V indica la tasa de datos asociada con la trama enésima transmitida por la unidad móvil después de la inicialización del ensayo. Para cada trama transmitida después de la inicialización del ensayo, el procesador de control de unidad móvil incrementa un contador apropiado entre los contadores incluidos dentro de la Tabla V.

De modo similar, dentro de la Tabla VI se incluye un conjunto de estadísticas de tramas recibidas acumuladas dentro de una memoria de un procesador de control de estación base (no mostrado). La anotación RR_{n} utilizada dentro de la Tabla VI indica la tasa de datos asociada con la trama enésima recibida por la estación base después de la inicialización del ensayo. Así mismo, el término "error CRC" se refiere a los errores CRC detectados durante el proceso de descodificación. De modo similar la frase "error de secuencia de ensayo" indica que uno o más errores de bits fueron detectados por el comparador digital 49 durante la comparación de bit a bit de una secuencia de paquetes de ensayo recibida y de una secuencia correspondiente replicada. Para cada trama recibida después de la inicialización del ensayo, el procesador de control de estación base incrementa un contador apropiado entre los contadores incluidos dentro de la Tabla VI. Los contadores situados dentro de la Tabla VI son incrementados en base a los resultados de hasta varias operaciones de determinación de tasas. Estas operaciones pueden incluir, por ejemplo, un proceso de descodificación Viterbi, una verificación de errores CRC, y diversas técnicas de medición de
energía.

En una forma de realización ejemplar, un primer procedimiento de determinación de tasas se implementa utilizando el proceso de descodificación Viterbi anteriormente referenciado ejecutado por el descodificador 45. Los errores de bits no detectados durante la descodificación Viterbi pero detectados posteriormente durante la comparación de datos de ensayo llevada a cabo dentro del comparador digital 49, son también registrados dentro de la Tabla V. En una particular implementación el contenido de la Tabla V puede ser duplicado dentro de la memoria del procesador de control de estación base, y el contenido de la Tabla VI puede ser replicado dentro de la memoria del procesador de control de la estación móvil.

TABLA V

5

TABLA VI

6

7

8

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IX. Computación de Tasa de Errores de Trama

Las estadísticas de errores de transmisión de trama compiladas en las Tablas V y VI pueden ser utilizadas en la computación de un conjunto de tasas de errores de tramas asociado con la transmisión con diversas tasas de trama. Un conjunto ejemplar de tasas de errores de trama (FERs) para transmisiones de tasa completa, ½ de Tasa, ¼ de Tasa, y 1/8 de Tasa sobre el enlace inverso entre las estaciones base y móviles puede ser determinado de acuerdo con las siguientes expresiones:

Tasa Completa de FER

= 1 - MSO2_R1_{c}/MSO2_T1_{m},

Tasa de ½ de FER

= 1 - MSO2_R13_{c}/MSO2_T2_{m},

Tasa de ¼ de FER

= 1 - MSO2_R23_{c}/MSO2_T3_{m}, y

Tasa de 1/8 de FER

= 1 - MSO2_R33_{c}/MSO2_T4_{m},

donde los contadores incrementados dentro de la estación móvil son incrementados por el subíndice "m", y donde los contadores incrementados dentro de la estación base son designados por el subíndice "c". Debe destacarse que el conjunto ejemplar de expresiones de tasa de errores de trama anteriormente expuesto es independiente del número de tramas amortiguar y explosionar y de tramas en blanco y explosionar transmitidas en un intervalo de ensayo concreto.

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De modo similar, las estadísticas de errores y transmisión de tramas compiladas dentro de las Tablas V y VI pueden ser utilizadas en la computación de un conjunto de errores de trama asociado con la transmisión en el enlace hacia adelante con distintas tasas de tramas. Un conjunto ejemplar de errores de tasas de tramas (FERs) para transmisiones de tasa completa, ½ de Tasa, ¼ de Tasa, y 1/8 de Tasa sobre el enlace hacia delante desde la estación base hasta la unidad móvil puede determinarse de acuerdo con las expresiones siguientes:

Tasa Completa de FER

= 1 - MSO2_R1_{m}/MSO2_T1_{c},

Tasa de ½ de FER

= 1 - MSO2_R13_{m}/MSO2_T2_{c},

Tasa de ¼ de FER

= 1 - MSO2_R23_{m}/MSO2_T3_{c}, y

Tasa de 1/8 de FER 8

= 1 - MSO2_R33_{m}/MSO2_T4_{c},

donde los contadores incrementados dentro de la estación móvil son de nuevo identificados por el subíndice "m", y donde los contadores incrementados dentro de la estación base son designados por el subíndice "c". Este conjunto ejemplar de expresiones de errores de trama de enlace hacia delante son también independientes del número de tramas amortiguar y explosionar y de tramas en blanco y explosionar.

Debe observarse que los valores de los contadores de la estación base MSO2_T1_{c}, MSO2_T2_{c}, MSO2_T3_{c}, y MSO2_T4_{c}, pueden estimarse sumando los valores de los correspondientes contadores de las estaciones móviles. De modo similar, los valores de los contadores de las estaciones móviles MSO2_T1_{m}, MSO2_T2_{m}, MSO2_T3_{m}, y MSO2_T4_{m}, pueden estimarse sumando los valores de los correspondientes contadores de estación base.

La anterior descripción de las formas de realización preferentes se suministra para posibilitar que cualquier persona experta en la materia desarrolle o haga uso de la presente invención. Las diversas modificaciones de estas formas de realización resultarán con facilidad evidentes a las personas expertas en la materia, y los principios genéricos definidos en ella pueden aplicarse a otras formas de realización sin el uso de la facultad inventiva. Así, la presente invención no pretende quedar limitada a las formas de realización mostradas en la presente memoria sino que debe ajustarse al ámbito más amplio coherente con los principios y características novedosas divulgadas en la presente memoria tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (29)

1. Un procedimiento para medir un rendimiento de un canal de comunicación en un sistema de comunicación digital en el cual la información digital es transmitida con tasas variables sobre dicho canal de comunicación, comprendiendo dicho procedimiento:

transmitir (16, 18, 30) una secuencia de ensayo de tramas de datos digitales con una o más entre una pluralidad de tasas seleccionables sobre dicho canal de comunicación;

recibir (12, 14, 40) dicha secuencia de ensayo de datos digitales transmitida sobre dicho canal de comunicación; y

comparar (49) una réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales con dicha secuencia de ensayo recibida sobre dicho canal de comunicación, caracterizado porque:

dicha tasa de cada una de dichas tramas es seleccionada de acuerdo con un modelo de habla humana;

dicha réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales es generada (50); y

dicha comparación (49) sirve para determinar dicho rendimiento de transmisión de datos sobre dicho canal de comunicación

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha transmisión (16, 18, 30) incluye transmitir dicha secuencia de ensayo de datos digitales con dichas una o más tasas de transmisión de datos seleccionables y dicha recepción (12, 14, 40) incluye identificar dicha primera tasa de datos.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha secuencia de ensayo de datos digitales es generada (50) de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha transmisión (16, 18, 30) incluye:

generar (33) una primera pluralidad de paquetes de datos que comprende dicha secuencia de ensayo de datos digitales;

asignar (35) dicha tasa de datos a cada uno de dichos paquetes de datos de acuerdo con dicho modelo de habla humana; y

transmitir (36) cada una de dicha primera pluralidad de paquetes de datos con la dicha tasa entre dicha multiplicidad de tasas de transmisión de datos asignada a aquélla.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicha generación (50) de dicha réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales incluye generar una segunda pluralidad de paquetes de datos sustancialmente idéntica a dicha primera secuencia de paquetes de datos.

6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que dicha generación (50) de dicha primera pluralidad de paquetes de datos incluye generar secuencias de bits en el interior de cada una de dicha primera pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un segundo proceso pseudoaleatorio.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que:

dicha información digital comprende unas tramas de datos digitales transmitidas con tasas seleccionadas sobre dicho canal de comunicación entre un terminal distante (16, 18) y una estación base (12, 14);

una primera de dichas tramas de datos digitales transmitida (30) desde dicho terminal distante (16, 18) hasta dicha estación base (12, 14) sobre dicho canal de comunicación incluye un primer paquete de datos de ensayo digitales;

dicha primera trama de datos digitales es recibida (40) en dicha estación base (12, 14);

dicha réplica de dicho primer paquete de datos de ensayo digitales es generada (50) en dicha estación base (12, 14); y

dicha réplica de dicho primer paquete de datos de ensayo digitales es comparada (49) con dicho primer paquete de datos de ensayo digitales inherente en dicha primera trama de datos digitales recibida en dicha estación base (12, 14), para determinar dicho rendimiento.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, incluyendo así mismo recibir (16, 18, 30) cada una de dichas tramas de datos digitales en dicha estación base y determinar (45) una tasa de datos asociada con cada una de dichas tramas recibidas de información digital.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, incluyendo así mismo generar (50) dicha réplica de dicho primer paquete de ensayo de datos digitales de acuerdo con la tasa de datos asociada con dicha primera trama de información digital.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, incluyendo así mismo generar una secuencia de bits en el interior de dicho primer paquete de datos de ensayo digitales de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio.

11. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicha transmisión (30) de dicha primera trama de datos digitales sobre dicho canal de comunicación incluye modular dicha primera trama de datos digitales utilizando una señal de modulación de espectro extendido.

12. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicha transmisión (30) de dicha primera trama de datos digitales sobre dicho canal de comunicación incluye modular dicha primera trama de datos digitales utilizando una señal de pseudoruido (PN) correspondiente a una secuencia binaria de PN predeterminada.

13. El procedimiento de la reivindicación 7, incluyendo así mismo transmitir una pluralidad de tramas de datos digitales sobre dicho canal de comunicación en el que cada una de dicha pluralidad de tramas incluye un paquete de datos de ensayo digitales generado de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio.

14. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicha comparación (49) incluye comparar unas secuencias de bits que comprende dicha réplica de dicho primer paquete de ensayo de datos digitales con una secuencia de bits correspondiente en el interior de dicho primer paquete de datos de ensayo digitales con el fin de acumular un conteo de errores de bits cumulativos.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, incluyendo así mismo:

el conteo de dichas tramas de dicha información digital recibida en dicha estación base (12, 14) para determinar un conteo de tramas recibidas; y

calcular unas estadísticas de errores sobre las tramas basadas en dicho conteo de errores de bits cumulativos y sobre dicho conteo de tramas recibidas.

16. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que:

dicha información digital comprende unas tramas de información digital transmitidas con tasas seleccionadas sobre dicho canal de comunicación desde una estación base hasta un terminal distante;

un paquete de ensayo de datos digitales es transmitido desde dicha estación base (12, 14) hasta dicho terminal distante (16, 18) dentro de cada una de dichas tramas de información digital;

dichas tramas de información digital transmitidas desde dicha estación base (12, 14) son recibidas (40) en dicho terminal distante (16, 18);

unas réplicas son generadas (50) en dicho terminal distante (16, 18) de cada uno de dichos paquetes de datos de ensayo digitales dentro de dichas tramas de información digital recibidas en dicha estación base (12, 14); y

dichas réplicas de dichos paquetes de datos de ensayo digitales son comparadas (49) con dichos paquetes recibidos de datos de ensayo digitales para determinar dicho rendimiento.

17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que dicha comparación (49) incluye comparar unas secuencias de bits que comprenden dichas réplicas de dichos paquetes de datos de ensayo digitales con unas secuencias de bits correspondientes que comprenden dichos paquetes recibidos de datos de ensayo digitales con el fin de acumular un conteo de errores de bits cumulativos.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, incluyendo así mismo:

el conteo de dichas tramas de dicha información digital recibidas en dicho terminal distante (16, 18) para determinar un conteo de tramas recibidas; y

calcular estadísticas de errores de tramas en base a dicho conteo de errores de bits cumulativos y de dicho conteo de tramas recibidas.

19. Un sistema para medir un rendimiento de un canal de comunicación en un sistema de comunicación en el cual la información digital es transmitida en tasas seleccionadas sobre dicho canal de comunicación, comprendiendo dicho sistema:

un transmisor (16, 18, 30) para transmitir una secuencia de ensayo de datos digitales con una o más tasas seleccionables sobre dicho canal de comunicación;

un receptor (12, 14, 40) para recibir dicha secuencia de ensayo de datos digitales transmitidos sobre dicho canal de comunicación, incluyendo dicho receptor (12, 14, 40) un medio (50) para generar una réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales; y

un circuito comparador digital (49) para comparar una réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales con dicha secuencia de ensayo de datos recibidos sobre dicho canal de comunicación, caracterizado porque:

la tasa de dicha secuencia de ensayo se determina de acuerdo con un modelo de habla humana;

dicho receptor (12, 14, 40) incluye un medio (50) para generar dicha réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales; y

dicho circuito comparador digital (49) ejecuta dicha comparación para determinar dicho rendimiento de dicha transmisión de datos sobre dicho canal de comunicación.

20. El sistema de la reivindicación 19, en el que dicho transmisor (16, 18, 30) incluye un medio (33) para transmitir dicha secuencia de ensayo de datos digitales con una primera de dichas una o más de dichas tasas seleccionables y dicho receptor (12, 14, 40) incluye un medio (45) para identificar dicha primera tasa de datos.

21. El sistema de la reivindicación 19, incluyendo así mismo un medio (34) para seleccionar dicha secuencia de ensayo de datos digitales entre un conjunto de secuencias de datos pseudoaleatorios.

22. El sistema de la reivindicación 19, en el que dicho transmisor (16, 18, 30) incluye así mismo:

un medio (33) para generar una primera pluralidad de paquetes de datos que comprende dicha secuencia de ensayo de datos digitales;

un medio (35) para asignar una tasa de una multiplicidad de tasas de transmisión de datos para cada uno de dichos paquetes de datos de acuerdo con un primer proceso pseudoaletaorio; y

un medio (36) para transmitir dicha primera pluralidad de paquetes de datos con una tasa de dicha multiplicidad de tasas de transmisión de datos asignadas a aquélla.

23. El sistema de la reivindicación 22, en el que dicho medio (50) para generar dicha réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales incluye un medio para generar una segunda pluralidad de paquetes de datos sustancialmente idéntica a dicha primera secuencia de paquetes de datos.

24. El sistema de la reivindicación 23, en el que dicho medio (50) para generar dicha primera pluralidad de paquetes de datos incluye un medio para generar una secuencia de bits dentro de cada una de dicha primera pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un segundo proceso pseudoaleatorio.

25. El sistema de la reivindicación 19, en el que:

dicha información digital comprende unas tramas de datos digitales transmitidas entre un terminal distante (16, 18) y una estación base (12, 14);

dicho transmisor (30) está dispuesto en dicho terminal distante (16, 18) y está adaptado para transmitir un paquete de datos de ensayo digitales dentro de cada una de dichas tramas de información digital;

dicho receptor (40) está dispuesto en dicho terminal distante (16, 18) y está adaptado para recibir dichas tramas de dicha información digital transmitida desde dicha estación base (12, 14);

dicho medio (50) para generar una réplica de dicha secuencia de ensayo de datos digitales está adaptado para generar unas réplicas de cada uno de dichos paquetes de datos de ensayo digitales dentro de dichas tramas de información digital recibidas en dicha estación base (12, 14); y

dicho circuito comparador digital (49) está adaptado para comparar dichas réplicas de dichos paquetes de datos de ensayo digitales con dichos paquetes de datos de ensayo digitales recibidos para determinar dicho rendimiento.

26. El sistema de la reivindicación 25, en el que dicho receptor (16, 18, 30) incluye un medio (45) para determinar la tasa de datos asociada con cada una de dichas tramas de información digital.

27. El sistema de la reivindicación 26, incluyendo así mismo un medio (50) para generar cada una de dichas réplicas de dichos paquetes de datos de ensayo digitales en base a la tasa de datos asociada con una de dichas tramas de información digital.

28. El sistema de la reivindicación 27, incluyendo así mismo un medio para generar secuencias de bits dentro de cada uno de dichos paquetes de datos de ensayo digitales de acuerdo con un proceso pseudoaleatorio.

29. El sistema de la reivindicación 25 en el que dicho circuito comparador digital (49) incluye un medio para comparar las secuencias de bits que comprenden dichas replicas de dichos paquetes de datos de ensayo digitales con unas secuencias de bits correspondientes que comprenden dichos paquetes recibidos de datos de ensayo digitales con el fin de acumular un conteo de errores de bits cumulativos.