FI107676B - Menetelmä ja järjestely tietyn signaalinkäsittelymetodin käyttämiseksi informaation välittämiseen - Google Patents

Description

107676

Menetelmä ja järjestely tietyn signaalinkäsittelymetodin käyttämiseksi informaation välittämiseen - Metod och arrangemang för att utnyttja ett särskih förfaringssätt i signalhantering för att förmedla information 5 Keksinnön teknisenä alana on yleisesti digitaalisen informaation siirtäminen langattoman rajapinnan yli lähettävästä laitteesta vastaanottavaan laitteeseen. Erityisesti keksintö koskee tietyn, valitun signaalinkäsittelymetodin käyttämistä merkityksellisen informaation välittämiseen.

Standardoiduissa, digitaalisissa langattomissa järjestelmissä, kuten digitaalisissa 10 solukkoradioverkoissa jokaiselle sanomalle on olemassa standardoitu muoto, jonka lähettävä laite saa lähettää langattoman rajapinnan yli vastaanottavalle laitteelle. Koska käytettävissä olevia lähetystaajuuksia on rajallinen määrä ja viipeet on pidettävä mahdollisimman pieninä, jokaisen sanoman olisi oltava niin tiivistetty kuin mahdollista. Tämä on johtanut vaikeuksiin, kun voimassaoleviin standardeihin teh-15 dään myöhemmin laajennuksia ja lisäyksiä.

Digitaalisissa, langattomissa järjestelmissä kaikkien sanomien sisältö on periaatteessa bittisekvenssejä, joiden pituus on rajoitettu. Spesifikaatioissa on tavallisesti varattu joitakin muuten määrittämättömiä bittiyhdistelmiä tuleville lisäyksille ja laajen- . nuksille, mutta on mahdollista, että tulevaisuudessa tehdään niin monia lisäyksiä ja • · · '···'·' 20 laajennuksia, että nämä yksinkertaisesti loppuvat. Sellaisessa tilanteessa on tavalli-sesti määritettävä täysin uusi sanomalyyppi, ja tämä taas vaatii laitteiston ja ohjel-mien päivittämistä.

• ·

Esimerkkinä tutkimme tunnettua pakettiyhteyspyyntöpurskeen muotoa, joka on • · · l..' määritelty GSM-jäijestelmän (Global System for Mobile telecommunications) spe- • · · * 25 sifikaatioissa matkaviestimien käyttöön, kun ne haluavat pyytää resursseja johonkin tiettyyn käyttöön varatulle pakettidatakanavalle. Pakettiyhteyspyyntöpurskeen * · · · 1 määritelmä kattaa 157 peräkkäistä bittiä taulukon I mukaisesti.

·1· • · * 1 1 • · • · · • · · • · 1 · · • · * · « • · · • · · · · 2 107676

Taulukko I

Bitin Kentän Kentän sisältö Määritelmä nro pituus 0-7 8_jatketut loppubitit 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0_ 8-48 41 synkronointisekvenssi 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, ___0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0,_ 49-84 36 salatut bitit 11 informaatiobittiä, 6 pariteettibittiä ja tukiaseman tunnus; kaikki koodattu yh- ___dessä_ 85-87 3_loppubitit_0, 0, 0_ 88-156 68.25 jatkettu suojausjakso jakso, jonka aikana ei ole lähetystä_

Pakettiyhteyspyynnön varsinainen tietosisältö on esitettävä taulukon I keskimmäisellä rivillä mainituissa 11 informaatiobitissä. On selvää, että tietomäärä, joka voidaan 5 esittää vain 11 bitillä, on hyvin rajoitettu. Taulukossa Π esitetään määritelmät, jotka on nyt annettu 11 informaatiobittiä sisältävän kentän sisällölle.

Taulukko II

. ·· Bitit Pakettikanavan liittymä_ 11 10 9 8765432 1 ··· Ommmmmpprrr Yksivaiheinen pyyntö (OPAR) ···· .....

lOOnnnpprrr Lyhyt liittymäpyyntö (SAR) 1 10000pprrr Kaksivaiheinen liittymäpyyntö ___________(TPAR)_ 1 1_0__0_0__1__I_I_Vastaus kutsuun_ ... 1 1_j)_0 1_J3__g_j)_r_r_r_Solun päivitys_ llOOllpprrr Liikkuvuudenhallintatoiminnot • · ^“““· ———- 17117 ""inn 1 1 * * --—— ......

*:·’ 110100rrrrr Yksittäinen lohko ilman TBF:npe- *·.*·· ______[__]____rustamista_ ·:··: Kaikki muut_Varattu_ • · • · · [[[ '. Taulukossa kiijain m esittää bittiä, joka on osa MS-moniaikaväliluokan indikaattoria • · 10 (luokkia on 29, joten tarvitaan 5 bittiä), kirjain p esittää bittiä, joka on osa radiopri-oriteetin indikaattoria (4 prioriteettia, 2 bittiä), kirjain n esittää bittiä, joka on osa 3 107676 indikaattoria, joka osoittaa niiden RLC (Radio Link Control) -datapakettien määrän, joita pyydetään matkaviestimen aloittaman väliaikaisen pakettivirtanksen (TBF, Temporary Block Flow) aikana (enint. 8 pakettia, 3 bittiä) ja kirjain r esittää bittiä, joka on osa satunnaisviittausta muuten muotoilemattomassa kentässä.

5 Erityisenä esimerkkinä voidaan mainita, että ’’varattujen” bittiyhdistelmien suhteellisen suuresta määrästä huolimatta ei näytä olevan mitään sopivia ja määrittämättömiä bittiyhdistelmiä, joita matkaviestin voisi käyttää ilmoittaakseen erikseen valmiutensa käyttää jotakin seuraavista: perus-GPRS (General Packet Radio System), laajennettu GPRS eli EGPRS (Extended GPRS), jonka modulointimetodina on 8PSK 10 (engl. eight-level phase shift keying) tai EGPRS ilman 8PSK-modulointimetodia, kun matkaviestin tekee yksivaiheisen liittymäpyynnön (OPAR), lyhyen liittymä-pyynnön (SAR) tai kaksivaiheisen liittymäpyynnön (TPAR). Myös muita vastaavia tarpeita voi esiintyä tulevaisuudessa.

Ratkaisuksi on ehdotettu, että luovuttaisiin säännöstä, jonka mukaan synkronointi-15 sekvenssillä on vain yksi sallittu muoto, ja käytettäisiin synkronointisekvenssin valittua muotoa osoittamaan jotakin tiettyä tietoa. Tällä tunnetulla ratkaisulla on kuitenkin se haittapuoli, että se edellyttää mutkikkaiden ja mahdollisesti kalliiden muutosten tekemistä joihinkin verkoissa oleviin vanhempiin laitteisiin, joita on tarkoitus käyttää pakettidatapalvelujen tuottamiseen. Toisen, vaihtoehtoisen ehdotuk-20 sen mukaan lähetettävää sanomaa moduloitaisiin jollakin vaihtoehtoisista modu-;.*·* lointimetodeista niin, että modulointimetodin valinta osoittaisi sanoman lähettävän *:*·: laitteen modulointi-ja demodulointivalmiudet. Tämä menetelmä on sovellettavissa ··· vain silloin, kun on mahdollista valita useista modulointimetodeista, ja se sulkee • ··· pois sen edullisen ehdotuksen, että tärkeiden sanomien, kuten liittymäpyyntöjen, • 25 modulointiin käytettäisiin aina yksinkertaisinta ja häiriönsietoisinta modulointime- ··. todia.

* · · • · · Tämän keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä sanoman informaationvälityska- pasiteetin lisäämiseksi digitaalisessa, langattomassa järjestelmässä ilman tekniikan tason mukaisten ratkaisujen haittoja. Keksinnön tavoitteena on myös esittää mene- .* . 30 telmän toteuttamiseen tarvittava laitteisto.

• · · • «· • ♦ . ”"· Keksinnön tavoitteet saavutetaan määrittelemällä joukko sallittuja signaalinkäsitte- : !·. lymetodeja, joita käytetään sanoman sisällön valmisteluun kantataajuusalueella en- • * · * ”. j nen sen lopullista kokoamista lähetystä varten, ja käyttämällä tietyn signaalinkäsitte- • · lymetodin valintaa jonkin tietyn tiedon välittämiseen.

4 107676

Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat mene-telmävaiheet: - toisen tiedon tuottaminen välitettäväksi ja - kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitseminen joukosta sallittuja kantataa-5 juussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti.

Keksintö koskee myös lähetyslaitetta, jonka tunnusomaisia piirteitä ovat - välineet, joilla tuotetaan toinen tieto välitettäväksi ja - välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti.

10 Keksintö koskee myös vastaanottolaitetta, jonka tunnusomaisia piirteitä ovat - välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja siten, että sen käyttäminen tuottaa ensimmäisen vastaanotettavan tiedon, joka täyttää tietyn hyväksymiskriteerin, ja - välineet toisen vastaanotettavan tiedon tuottamiseksi valitun kantataajuussignaalin 15 käsittelymetodin muodossa.

Keksintö koskee myös digitaalista, langatonta järjestelmää, jonka tunnusomaisia piirteitä ovat - lähettävässä laitteessa välineet, joilla tuotetaan toinen tieto välitettäväksi ja välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kanta- 20 taajuussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti, ja ···» - vastaanottavassa laitteessa välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitse- #;. miseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja siten, että sen **’*. käyttäminen tuottaa ensimmäisen vastaanotettavan tiedon, joka täyttää tietyn hyväk- symiskriteerin, ja välineet toisen vastaanotettavan tiedon tuottamiseksi valitun kanta- • · · ' 25 taajuussignaalin käsittelymetodin muodossa.

• · ♦ • · ·

Keksintöön johtaneen tutkimustyön yhteydessä huomattiin, että monissa sanoman .—. informaatiokentän koodatun sisällön muodostamiseen käytetyissä koodausmetodeis- .···. sa on ortogonaalisuutta muistuttavia piirteitä, eli on mahdollista dekoodata jokin *·* tietty koodattu bittisekvenssi vain oikein valitulla dekoodausmetodilla, kun taas • · 30 muihin koodausmetodeihin liittyvät dekoodausmetodit eivät anna mitään merkityk- sellisiä tuloksia. Tämän johdosta havaittiin, että koodausmetodin valitsemista tai : laajemmassa merkityksessä kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemista voi- ) daan käyttää jonkin tiedon välittämiseen.

• · 5 107676

Kim on määritelty joukko kantataajuussignaalin käsittelymetodeja ja niihin liittyvät käänteiset käsittelymetodit, voidaan määritellä yksikäsitteinen vastaavuus jokaisen yksittäisen kantataajuussignaalin käsittelymetodin (ja käänteisen käsittelymetodin) ja vastaavan tiedon välillä, joka tieto otetaan edullisesti joukosta toisensa poissul-5 kevia tietoja: jos valitaan vain yksi kantataajuussignaalin käsittelymetodi kerrallaan, valinnan avulla voidaan välittää vain yksi tieto. Lähettävä laite suorittaa valintansa sen perusteella, minkä tiedon se haluaa välittää. Vastaanottava laite ei yleensä tiedä valintaa etukäteen, joten tyypillisesti sen on kokeiltava erilaisilla käänteisillä käsitte-lymetodeilla löytääkseen sen, joka antaa merkityksellisiä tuloksia.

10 Edellä mainituista kantataajuussignaalin käsittelymetodeista voimme valita esimerkiksi erilaiset salausmallit, jolloin ainoastaan oikea salauksen purkumalli palauttaa salatun sanoman alkuperäiseen muotoonsa, tai erilaiset konvoluutiokoodausmetodit, jolloin on löydettävä oikea dekoodausmetodi. On edullista laskea sanoman infor-maatiobiteistä tietty tarkistussumma ennen valitun kantataajuussignaalin käsittely-15 metodin käyttämistä, jolloin tarkistussumman laskeminen uudelleen vastaanottavassa päässä paljastaa oikean käänteisen käsittelymetodin: vastaanottava laite kokeilee erilaisia käänteisiä käsittelymetodeja, ja se, joka helpottaa täsmäävän tarkistussumman laskemista, on luultavasti oikea. Vain, jos lähetyksen aikana on sattunut jokin hyvin erityinen virhe, voi sattua, että itse asiassa väärä käänteinen käsittelymetodi 20 antaa sanoman muodossa, jossa tarkistussumma näyttää täsmäävän.

Toinenkin mahdollinen, sallittu joukko toisensa poissulkevia kantataajuussignaalin käsittelymetodeja voidaan muodostaa tarkistussumman laskemisen perusteella: tar- kistussumman laskemiseen käytettävä kaava valitaan joukosta keskenään (lähes) *:··; ortogonaalisia kaavoja lähetettävän ’’lisätiedon” mukaisesti, ja vastaanottava laite : * · *. 25 kokeilee laskentakaavoja yksi kerrallaan, kunnes se löytää sen, joka antaa täsmäävän • tarkistussumman.

• * ·

Keksinnölle tunnusomaisina pidetyt uudet piirteet on esitetty erityisesti liitteenä • · · olevissa patenttivaatimuksissa. Itse keksintöä, sen rakennetta ja toimintaa sekä sen » · · *...·* muita tavoitteita ja etuja kuvataan havainnollisesti seuraavissa keksinnön toteutus- : 30 muotojen kuvauksissa sekä niihin liittyvissä piirustuksissa.

* · · • · «

Kuva la esittää erästä tunnettua koodausperiaatetta, • · • · « ·** ; Kuva Ib esittää erästä tunnettua dekoodausperiaatetta, • ·

Kuvassa 2a on esitetty yhteenveto kuvien la ja Ib tunnetuista toiminnoista, 6 107676

Kuva 2b esittää erästä keksinnön mukaista, edullista koodaus- ja dekoodausperi-aatetta,

Kuva 3 a esittää keksinnön ensimmäisen toteutusmuodon mukaista koodausperi- aatetta, 5 Kuva 3b esittää keksinnön ensimmäisen toteutusmuodon mukaista dekoodaus-periaatetta,

Kuva 4a esittää keksinnön toisen toteutusmuodon mukaista koodausperiaatetta,

Kuva 4b esittää keksinnön toisen toteutusmuodon mukaista dekoodausperiaatet-ta, 10 Kuva 5a esittää keksinnön kolmannen toteutusmuodon mukaista koodausperiaatetta,

Kuva 5b esittää keksinnön kolmannen toteutusmuodon mukaista dekoodausperi-aatetta,

Kuva 6a esittää keksinnön neljännen toteutusmuodon mukaista koodausperiaatet- 15 ta,

Kuva 6b esittää keksinnön neljännen toteutusmuodon mukaista dekoodausperiaa-tetta.

.:. Kuvissa on käytetty samanlaisista osista samoja viitenumerolta.

» • · « « ♦ T': Kuva la esittää lohkokaaviona tunnettua koodausmetodia, jota käytetään pakettiyh- ··· · 20 teyspyyntösanoman muodostamiseen tunnettujen GSM- ja GPRS-spesifikaatioiden :T: mukaisesti. Aluksi kuvan la vasemmalla puolella on ensimmäinen loppubittigene- raattori 101 niiden vakiobittikuvioiden muodostamiseksi, jotka on esitetty jatkettui-.···. na loppubitteinä ja loppubitteinä taulukossa I, synkronointisekvenssigeneraattori 102 , · · ·. taulukossa I esitetyn synkronointisekvenssin muodostamiseksi, informaatiobittigene- 25 raattori 103 niiden 11 informaatiobitin muodostamiseksi, joiden käyttö on esitetty taulukossa Π, tukiasematunnusten muodostamislohko 104 sen tukiaseman tunnuksen muodostamiseksi, jolle liittymäpyyntö suunnataan, ja toinen loppubittigeneraattori : .·. 105 tiettyjen koodauksessa käytettävien vakiobittien muodostamiseksi. Informaatio- bittigeneraattorin 103 lähtö on kytketty pariteettibittilaskimeen 106, joka ottaa 11 « · 30 mainittua informaatiobittiä d{0), d{ 1), ... , d[10) ja määrittää 6 pariteettibittiä p{0), /?(!), ... ,/?(5) siten, että binääripolynomi ί/(θ)Ζ)16+...+<ί(ΐθ)Ζ)6 +/t(0)D5-(-...+/7(5) 7 107676 jaettuna lausekkeella D6 + D5 + D3 + D2 + D +1 antaa jakojäännöksen, joka on sama kuin D5 +D4 + D3 +D2 +D +1, jossa D:t ovat tiettyjä järjestelmän spesifikaatioissa määriteltyjä kertoimia. Pariteettibititp(0), p( 1),, /?(5) johdetaan modulo 2 -summauslohkoon 107.

5 Tukiaseman tunnusten muodostamislohko 104 muodostaa kuusi tunnistusbittiä 5(0), 5( 1), ... , 5(5) modulo 2 -summauslohkoon 107, joka suorittaa sitten biteittäin modulo 2 -summauksen, jonka tuloksena saadaan kuusi väribittiä C(0), C(l), ... , C(5) siten, että C(k) = 5(k) + p(k) jokaisella k:n arvolla k = 0 - 5. Informaatiobittigene-raattorin 103, modulo 2 -summauslohkon 107 ja toisen loppubittigeneraattorin 105 10 lähdöt on kytketty konvoluutiokooderiin 108 siten, että niiden 21 syöttöbittiä u(0), m( 1), ... , w(20) voidaan määritellä seuraavasti: w(k) = d(k) kun k = 0 - 10, w(k) = C(k-ll) kun k = 11 - 16 ja tt(k) = 0 kun k = 17 - 20. Näistä 21 syöttöbitistä «(0), m(1), ..., a(20) konvoluutiokooderi 108 tuottaa 42 konvoluutiokoodattua lähtöbittiä c(0), c(l), ... , c(41) käyttämällä polynomien G0 = 1 + D3 +D4 ja 15 Gl = l + D + D3 +D4, eli c(2k) = w(k) + w(k-3) + w(k-4) ja c(2k+l) = i/(k) + «(k-1) + w(k-3) + «(k-4) kun k = 0 - 20 ja m(k) = 0 kun k < 0 määrittelemää konvoluutiokoodia. Nämä koodatut bitit syötetään puhkaisulohkoon 109, joka poistaa koodatut bitit c(0), c(2), c(5), c(37), c(39) ja c(41) taulukossa I mainittujen 36 salatun bitin tuottamiseksi. Lohkojen 101, 102 ja 109 lähdöt on kytketty purskeen muo-20 toilijaan 110, joka muodostaa varsinaisen lähetyspurskeen asettamalla vastaavat bitit . taulukossa I esitettyyn järjestykseen.

» ♦ ····

Kuva Ib esittää lohkokaaviona tunnettua dekooderia, jota käytetään lähetysten de-·:* koodaukseen silloin, kun pakettiyhteyspyynnöt on muodostettu kuvassa la esitetyllä ·:··· koodausjäijestelyllä. Purskeen hajotuslohkon 151 toiminta on käänteinen purskeen 25 muotoilijalle 110. Synkronointisekvenssiä käytetään synkronoinnin analysointiloh- kossa 152 tuottamaan ajastuspalaute purskeen hajotukselle ja edellisille vastaanotto- • · · toiminnoille (ei esitetty). Puhkaistun koodin palautuslohkoa 153 käytetään koodatuissa bittisekvensseissä olevien puhkaistujen aukkojen täyttämiseen määrittämättö-mällä informaatiolla, jolloin tulokseksi saadaan 42 koodatun bitin palautettu sek- • · ···* 30 venssi. Viterbi-dekooderi 154 dekoodaa konvoluutiokoodin ja tuottaa 21 bitin sek- venssin, jonka pitäisi olla sama kuin edellä mainitut bitit «(0), w(l), ... , u(20), ellei ·:··· lähetyksessä ole sattunut virheitä. Vastaanotto tapahtuu tukiasemassa, jonka tuki- . *. asematunnus tiedetään, jolloin C(k):sta bitistä, jotka muodostavat osan «(k):sta bitis- • · · ; tä, tarkistussumman varmistuslohko 155 pystyy päättelemään alkuperäiset pariteet- 35 tibitit uudella biteittäin tapahtuvalla summauksella. Tarkistussumman varmistuslohko 155 laskee uudelleen pariteettibitit, jotka tunnetaan myös tarkistussummana, ai- 8 107676 kuperäisistä informaatiobiteistä ja vertaa niitä sanomassa vastaanotettuihin pariteet-tibitteihin. Jos tulos täsmää, tarkistussumman varmistuslohko 155 tulostaa infor-maatiobitit, ja jos tulos ei täsmää, tarkistussumman varmistuslohko 155 antaa virheilmoituksen, jonka johdosta tukiasema hylkää vastaanotetun pakettiyhteyspyyn-5 non virheellisenä.

Kuva 2a esittää yhteenvetoa kuvien la ja Ib tunnetuista toiminnoista abstraktimmalla tasolla. Tietty tieto koodataan lohkossa 201 ja lohko 202 välittää sen koodatussa muodossa. Vastaanottavassa päässä lohko 203 vastaanottaa koodatun tiedon ja lohko 204 dekoodaa sen. Jos lähetysvirheitä ei ole, sama tieto palautuu näin.

10 Kuva 2b esittää, kuinka toinen tieto voidaan välittää valitsemalla koodausmetodi tietyllä tavalla. Ensimmäinen tieto välitetään itse asiassa kooderin 251, lähettimen 252, vastaanottimen 253 ja dekooderin 254 kautta oleellisesti samalla tavalla kuin kuvassa 2a. Koodausmetodeja on kuitenkin tarjolla enemmän kuin yksi, ja toinen tieto määrittelee valinnan lohkon 255 kautta. Samalla tavalla vastaanottavassa pääs-15 sä on lohko 256, jonka tehtävänä on selvittää, mitä koodausmetodia on käytetty ja ohjata dekoodauslohko 254 käyttämään oikeaa dekoodausmetodia. Oikean koodaus-metodin tunnistaminen paljastaa samalla toisen tiedon.

Kahden eri tiedon yhdistelmää voidaan luonnollisesti käyttää minkä tahansa sanomien välittämiseen, mutta keksintö on erityisen hyödyllinen tilanteissa, joissa en- . ··· 20 simmäinen tieto pysyy samana ja toinen tieto on jokin lisätieto, joka pitäisi myös • · · · välittää vastaanottavalle laitteelle. Tyypillinen esimerkki on matkaviestimen toimin-tavalmiuksien ilmoittaminen tukiasemalle pakettiyhteyspyynnön yhteydessä. Perus- * tiedot pysyvät samoina: matkaviestin haluaa lähettää yksivaiheisen liittymäpyynnön • · (OPAR), lyhyen liittymäpyynnön (SAR) tai kaksivaiheisen liittymäpyynnön ;*/ 25 (TPAR). Kuitenkin se haluaa samanaikaisesti ilmoittaa tukiasemalle mahdollisista φ * · *·* * EGPRS-valmiuksistaan 8PSK-modulointimetodia käyttäen tai ilman sitä.

;***; Vaihtoehtoiset koodausmetodit (tai yleisemmin kantataajuussignaalin käsittelyme- « · · .···. todit), joita käytetään matkaviestimen toimintavalmiuksien ilmoittamiseen, voidaan [•\ määritellä siten, että edellä kuvien la ja Ib yhteydessä kuvattu tunnettu koodausme- » · « *· *·* 30 todi on yksi niistä, ja erityisesti tunnettu koodausmetodi on sellainen, joka ilmoittaa, että matkaviestimessä on vain entuudestaan tunnetut perusvalmiudet. Tällä määri- : telmällä on se etu, että myös kaikki sellaiset laitteet, joita ei ole suunniteltu toimi- ··» · .,..: maan tämän keksinnön mukaisesti, toimivat edelleen oikein keksinnön käyttöönotos ta huolimatta.

9 107676

Kuva 3a on yksityiskohtaisempi lohkokaavio keksinnön tietyn ensimmäisen toteutusmuodon mukaisesta kooderista. Kuvan la esittämän kooderin lohkoja täydennetään toimintavahniusindikaattorin muodostuslohkolla 301, joka määrittää sen toi-mintavahniusilmoituksen, joka pitäisi lähettää tukiasemalle pakettiyhteyspyynnön 5 osana. Jos oletetaan, että on kolme vaihtoehtoista toimintavalmiutta (perus-GPRS, EGPRS ja 8PSK, EGPRS ilman 8PSK:ta), joista on ilmoitettava tukiasemalle, lohkon 301 ulostuloksi riittää kaksibittinen indikaattori, jonka määritetyt arvot vastaavat mainittuja vaihtoehtoisia toimintavalmiuksia. Lisäksi informaatiobittigeneraatto-rin 103 lähtöön on sijoitettu salauslohko 302. Säläin 302 on ohjelmoitu vastaamaan 10 lohkosta 301 vastaanottamiinsa, sallittuihin kaksibittisiin indikaattori arvoihin valitsemalla ja toteuttamalla distinktiivinen salaustoiminto, joka yksikäsitteisesti vastaa kulloistakin indikaattorin arvoa. Salaustoiminto tarkoittaa, että bitit järjestetään uudelleen toiseen järjestykseen. Yksi salaustoiminnoista on edullisimmin ’’nollasalaus-toiminto”, joka tarkoittaa, että mitään salausta ei suoriteta; tämä on edullisimmin se, 15 joka vastaa ilmoitusta ”perus-GPRS”.

Toimintavalmiusindikaattoreiden muodostuslohko 301 voi antaa aina saman indikaattori arvon, joka kuvaa matkaviestimen kaikki toimintavalmiudet, tai se voidaan ohjelmoida niin, että esimerkiksi käyttäjän tekemä valinta saa matkaviestimen toimimaan ikään kuin sillä ei olisi kaikkia niitä toimintavalmiuksia, jotka sillä itse asi-20 assa on. Esimerkiksi jos verkko-operaattorin hinnoittelupolitiikka suosii perus- . GPRS-matkaviestimiä, voi olla edullista saada matkaviestin toimimaan sellaisena.

• · ♦ ··· *·**’·' Salauslohkon toteuttamien vaihtoehtoisten salaustoimintojen pitäisi olla ’’ortogonaa- lisiä” siinä mielessä, että jos tietyllä ensimmäisellä salaustoiminnolla salatulle jou-♦:··· kolle informaatiobittejä lasketaan joukko pariteettibittejä, ei ole mahdollista saada 25 samoja pariteettibittejä tietylle toiselle joukolle toisella salaustoiminnolla salattuja • .·:informaatiobittejä. Sopivat salaustoiminnot voidaan löytää kokeilemalla.

Kuva 3b esittää lohkokaaviona dekooderia, jota pitäisi käyttää lähetysten dekoo- • · · daukseen silloin, kun pakettiyhteyspyynnöt on muodostettu kuvassa 3a esitetyllä koodausjärjestelyllä. Tärkein ero tunnettuun järjestelyyn verrattuna on se, että tar-X : 30 kistussumman varmistuslohkossa 303 on sisäänrakennettu salauksen purkulaite 304.

* ΦΙ X#| Salauksen purkulaitteen 304 tehtävänä on muuttaa lähettävässä päässä käytetyn sa- • « . laustoiminnon vaikutus käänteiseksi. Yhdistetty tarkistussumman varmistin ja sala- • · : uksen purkulohko 303/304 toimii edullisesti niin, että jokaisesta vastaanotetusta ja ··”·: viterbi-dekoodatusta pakettiyhteyspyynnöstä palautetaan 11 salattua informaatiobit- 35 tiä, ja vaiheet, joissa niiden salaus puretaan ja tulokselle lasketaan pariteettibitit, toistetaan kaikille kolmelle mahdolliselle salauksenpurkutoiminnolle. Jos vain yksi 10 107676 sdauksenpurkutoiminnoista antaa informaatiobittisekvenssin, jolle pariteettibitin laskeminen antaa vastineen, tarkistussumman varmistuslohko ja salauksen purku-lohko 303/304 antaa yhdessä lähdössä tunnistetun salauksenpurkumetodin tunnuksen, joka on silloin sama kuin matkaviestimen toimintavalmiuksien kuvaaja. Tämä 5 informaatio johdetaan tukiasemassa ja/tai tukiasemaohjaimessa olevaan toimintalohkoon, joka tallentaa matkaviestimiä kuvaavat toimintavalmiustiedot (ei esitetty). Ellei mikään salauksenpurkumetodeista johda pariteettivastaavuuteen tai jos vähintään kaksi salauksenpurkumetodia johtaa pariteettivastaavuuteen, virheenilmaisuläh-töä (ja/tai tunnistetun salauksenpurkumetodin lähtöä) käytetään virheen ilmaisemi-10 seen, j olioin pakettiyhteyspyyntö pitäisi hylätä.

On mahdollista asettaa dekooderi kokeilemaan erilaisia salauksenpurkutoimintoja vain, kunnes se löytää vastaavuuden, mutta tällöin on mahdotonta havaita virhettä, joka aiheuttaa sen, että ainakin kaksi salauksenpurkutoimintoa antaa virheellisesti positiivisia tuloksia.

15 Kuva 4a esittää erästä vaihtoehtoista toteutusmuotoa, jossa toimintavalmiusindikaat-toreiden muodostuslohko 301 toimii edellä kuvatulla tavalla, mutta sen ulostulo johdetaan salaimeen 401, joka salaa pariteettikoodatut bitit w(k), k = 0 - 16 eikä infor-maatiobittejä, d(k), k = 0 - 10, kuten kuvassa 3a. Toisin sanoen säläin 401 on kytketty informaatiobittigeneraattorin 103 ulostuloihin ja modulo 2 -summauslohkoon 20 107. Muuten sen toimintaa koskevat samat, edellä kuvatut seikat. Samalla tavalla kuvassa 4b tarkistussumman varmistimessa 403 on nyt sisäänrakennettu salauksen * purkulaite 404, joka on järjestetty suorittamaan salauksenpurkutoiminto ennen yh-distettyjen tukiaseman tunnusten, pariteetti- ja informaatiobittien jakamista näihin ·:*·: osiin. Muuten myös vastaanotinosaa koskevat samat näkökohdat, jotka esitettiin 25 edellä kuvan 3b yhteydessä.

··< • · ·

Kuva 5a esittää erästä vaihtoehtoista toteutusmuotoa, jossa toimintavalmiusindikaat-toreiden muodostuslohko 301 toimii edellä kuvatulla tavalla, mutta sen ulostulo joh- *♦ · detaan salaimeen 501, joka salaa konvoluutiokooderin 108 ulostulon eli koodatut • M ^ *,„· bitit c(k), k = 0 - 41 eikä pariteettikoodattuja bittejä, «(k), k = 0 - 16, kuten kuvassa .·.* j 30 4a eikä informaatiobittejä d{k), k = 0 - 10, kuten kuvassa 3a. Muuten sen toimintaa • ·* koskevat samat näkökohdat kuin edellä. Kuva 5b esittää dekoodausjäijestelyä, jossa • ♦ . tarkistussumman varmistin 155 voi nyt olla samanlainen kuin tunnetun tekniikan • « : mukaisissa dekoodereissa, koska salauksenpurkutoiminto on toteutettu erillisessä salauksen purkulohkossa 502 puhkaistun koodin palautuslohkon 153 ulostulon ja 35 viterbi-dekooderin 154 sisäänmenon välissä. Koska salauksenpurkutoiminto on nyt erotettu tarkistussumman varmistimesta, koko dekooderiketjun toiminta on koordi- 11 107676 noitava niin, että puhkaistun koodin palautuksen jälkeen tehdään erillinen dekoo-dauskierros salauksen purkuvaiheesta tarkistussumman valmistusvaiheeseen jokaiselle vaihtoehtoiselle salauksenpurkutoiminnolle. Muuten toiminta on kuten edellä on selostettu: yksi oikein dekoodaava salauksenpurkutoiminto otetaan osoittamaan 5 onnistuneesti tunnistettua toimintavalmiusindikaattoria matkaviestimeltä, ja muut oikein dekoodaavat salauksenpurkutoiminnot tulkitaan virheiksi. Oikean salauksen-purkumetodin tunnistus saadaan vertaamalla lohkojen 502 ja 155 indikaattoriulostu-loja.

Kuva 6a esittää erästä vaihtoehtoista toteutusmuotoa, jossa toimintavalmiusindikaat-10 toreiden muodostuslohko 301 toimii edellä kuvatulla tavalla, mutta sen ulostulo johdetaan salaimeen 601, joka salaa puhkaisulohkon 109 ulostulon eli koodatut ja puhkaistut bitit c(k), k = 1 - 40 lukuunottamatta bittejä 2, 5, 37 ja 39, sen sijaan, että se salaisi koodatut bitit c(k), k = 0 - 41, kuten kuvassa 5a, pariteettikoodatut bitit, n(k), k = 0 - 16, kuten kuvassa 4a tai informaatiobitit d{k), k = 0 - 10, kuten kuvassa 3a. 15 Muuten sen toimintaa koskevat samat näkökohdat kuin edellä. Kuva 6b esittää de-koodausjärjestelyä, jossa tarkistussumman varmistin 155 voi nyt olla samanlainen kuin tunnetun tekniikan mukaisissa dekoodereissa, koska salauksen purkutoiminto on toteutettu erillisessä salauksen purkulohkossa 602 purskeen hajotuslohkon 151 ulostulon ja puhkaistun koodin palautuslohkon 153 sisäänmenon välissä. Salauksen 20 purkutoiminto on nytkin erotettu tarkistussumman varmistimesta, joten koko dekoo-deriketjun toiminta on koordinoitava niin, että jokaiselle vaihtoehtoiselle salauksen purkutoiminnolle tehdään täysin erillinen dekoodauskierros salauksen purkuvaiheesta puhkaistun koodin palautuksen ja viterbi-dekoodauksen kautta tarkistussumman valmistusvaiheeseen. Muuten toiminta on kuten edellä on selostettu. Yksi oikein de-*:·*: 25 koodaava salauksen purkutoiminto otetaan osoittamaan onnistuneesti tunnistettua *:· toimintavalmiusindikaattoria matkaviestimeltä, ja muut oikein dekoodaavat salauk- ···· sen purkutoiminnot tulkitaan virheiksi. Oikean salauksenpurkumetodin tunnistus saadaan vertaamalla lohkojen 602 ja 155 indikaattoriulostuloja.

• · · • * · '·* * Edellä kuvattuja toteutusmuotoja voidaan muunnella esimerkiksi niin, että perus- 30 GPRS-toimintavalmiuksien osoittamiseksi ei salausta suoriteta lainkaan, EGPRS ja * * · · ·...· 8PSK toimintavalmiuksien osoittamiseksi käytetään tiettyä ensimmäistä salaustoi- mintoa koodausketjun tietyssä ensimmäisessä paikassa, ja EGPRS-toimintavalmiu- / . det ilman 8PSK:ta osoitetaan käyttämällä tiettyä toista salaustoimintoa koodausket- • ♦ · * ! jun tietyssä toisessa paikassa. Useiden vaihtoehtoisten salaustoimintojen salliminen *. * 35 koodausketjun useissa vaihtoehtoisissa paikoissa lisää myös niiden yksittäisten ja : distinktiivisten tietojen määrää, jotka voidaan välittää käyttämällä yksinomaan sala- • · 12 107676 usta tunnistimena, mutta samalla se tekee tarvittavan dekooderirakenteen monimutkaisemmaksi ja vaatii dekooderin käsittelynopeuden lisäämistä, koska on suoritettava suuri määrä dekoodauskierroksia sen varmistamiseksi, että yksi ja vain yksi salauksen purkumetodi antaa oikean tuloksen.

5 Kuva 7a esittää vielä yhtä keksinnön toteutusmuotoa kooderin lohkokaaviona. Muut kooderin osat ovat kuten kuvassa 3a, mutta salainta ei ole lainkaan. Sen sijaan siinä on konvoluutiokooderi 701, joka voi käyttää vaihtoehtoisesti yhtä ainakin kolmesta erilaisesta ja olennaisesti ortogonaalisesta konvoluutiokoodista riippuen syötteestä, jonka se saa toimintavalmiusindikaattoreiden muodostuslohkosta 301. Yksi konvo-10 luutiokoodeista on edellä esitetty, tunnetun tekniikan mukainen koodi, ja muut sopivasti ortogonaaliset konvoluutiokoodit saadaan helposti soveltamalla tunnettua kon-voluutiokooditeoriaa ja/tai kokeilemalla. Kuvan 7b dekooderissa viterbi-dekooderi 702 pystyy samalla tavalla käyttämään vaihtoehtoisesti yhtä ainakin kolmesta de-koodausmetodista, jotka vastaavat yksi-yhteen lähettimessä käytettyjä olennaisesti 15 ortogonaalisia konvoluutiokoodeja. Onnistuneen dekoodauksen osoitus (vain yhden dekoodausmetodin sallitaan onnistuvan) sujuu edellä kuvatulla tavalla salauksen purkamisen yhteydessä.

Edellä kuvattujen salaus/salauksen purku ja konvoluutiokoodaus/viterbi-dekoodaus-vaihtoehtojen lisäksi on mahdollista käyttää erilaisia määritelmiä lohkoille, jotka 20 laskevat pariteettibitit lähettävässä päässä ja tarkistavat ne vastaanottavassa päässä. Kuvat 8a ja 8b esittävät keksinnön sellaisia toteutusmuotoja lohkokaavioina; kyseeseen tulevia lohkoja ovat lohkot 801, 802 ja 803.

• · · • · ···» • ♦ » • « · • · · · • · ·»» • · · » · · • · · • « · • · · • · · • · • · • · · • · · • · * 1 1 • · « · ·

• I I

• · • · » • · • ♦ · • · · · ·

Claims (4)

107676

1. Förfarande för förmedling av information over ett trädlöst gränssnitt i form av 15 ett digitalt kodat meddelande, vilket förfarande omfattar följande skeden: - en bitmängd produceras som data som förmedlas tili först, och - användningen av en processeringsmetod med en viss basbandssignal för processering av bitama som sänds, kännetecknat av att det även omfattar följande skeden: 20. andra data produceras för överföring, och - en metod för processering av basbandssignalen väljes bland en mängd tillätna metoder för processering av basbandssignalen i enlighet med de producerade andra data. * · • · · · ’ * 2. Sändningsanordning för sändning av information över ett trädlöst gränssnitt i ..li” 25 form av ett digitalt kodat meddelande, vilken sändningsanordning uppvisar: ’: * *; - don för producering av en bitmängd som data som förmedlas tili först, och ·* : : -don för användning av en processeringsmetod med en viss basbandssignal för : *: *: processering av bitama som sänds, kännetecknad av att den även omfattar: . · · ·. 30 - don för producering av andra data för överföring, och . · · 1, - don för vai av metod för processering av basbandssignalen bland en mängd tillätna metoder för processering av basbandssignalen i enlighet med de producerade andra data. • ·

1. Menetelmä informaation välittämiseksi langattoman rajapinnan yli digitaalisesti koodatun sanoman muodossa, jossa menetelmässä on seuraavat vaiheet: - bittijoukon tuottaminen ensimmäiseksi välitettäväksi tiedoksi ja 5 -tietyn kantataajuussignaalin käsittelymetodin käyttäminen lähetettävien bittien käsittelemiseen, tunnettu siitä, että siinä on myös seuraavat vaiheet: - toisen tiedon tuottaminen välitettäväksi ja - mainitun kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitseminen joukosta sallittuja 10 kantataajuussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti.

2. Lähetyslaite informaation lähettämiseksi langattoman rajapinnan yli digitaalisesti koodatun sanoman muodossa, jossa lähetyslaitteessa on: - välineet bittijoukon tuottamiseksi ensimmäiseksi välitettäväksi tiedoksi ja - välineet tietyn kantataajuussignaalin käsittelymetodin käyttämiseksi välitettävien 15 bittien käsittelemiseen, tunnettu siitä, että siinä on myös - välineet toisen tiedon tuottamiseksi välitettäväksi ja - välineet mainitun kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti.

3. Vastaanottolaite informaation vastaanottamiseksi langattoman rajapinnan yli digitaalisesti koodatun sanoman muodossa, jossa vastaanottolaitteessa on: . -välineet bittijoukon vastaanottamiseksi ensimmäisen vastaanotettavan tiedon « · · :··:# edustajana ja *: : - välineet tietyn kantataajuussignaalin käsittelymetodin käyttämiseksi mainitun bitti- 25 joukon käsittelemiseen, ' [*': tunnettu siitä, että siinä on myös :T: -välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja :*·*; kantataajuussignaalin käsittelymetodeja siten, että sen käyttäminen tuottaa ensim- mäisen vastaanotettavan tiedon, joka täyttää tietyn hyväksymiskriteerin, ja • .···. 30 - välineet toisen vastaanotettavan tiedon tuottamiseksi valitun kantataajuussignaalin • · käsittelymetodin muodossa. ·· · · ·

4. Siirtojärjestelmä, jossa on lähetyslaite ja vastaanottolaite, ja • · -lähetyslaitteessa välineet bittijoukon tuottamiseksi ensimmäiseksi välitettäväksi tiedoksi ja välineet tietyn kantataajuussignaalin käsittelymetodin käyttämiseksi väli- ··· · 35 tettävien bittien käsittelemiseen, • · 107676 - vastaanottolaitteessa välineet bittijoukon vastaanottamiseksi ensimmäisen vastaanotettavan tiedon edustajana ja välineet tietyn kantataajuussignaalin käsittelyme-todin käyttämiseksi mainitun bittijoukon käsittelemiseen, tunnettu siitä, että siinä on 5. lähettävässä laitteessa välineet, joilla tuotetaan toinen tieto välitettäväksi ja väli neet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja tuotetun toisen tiedon mukaisesti, ja -vastaanottavassa laitteessa välineet kantataajuussignaalin käsittelymetodin valitsemiseksi joukosta sallittuja kantataajuussignaalin käsittelymetodeja siten, että sen 10 käyttäminen tuottaa ensimmäisen vastaanotettavan tiedon, joka täyttää tietyn hyväk-symiskriteerin, ja välineet toisen vastaanotettavan tiedon tuottamiseksi valitun kantataajuussignaalin käsittelymetodin muodossa.

3. Mottagningsanordning för mottagning av information över ett trädlöst gräns- • ·: : 35 snitt i form av ett digitalt kodat meddelande, vilken mottagningsanordning uppvisar: « · 107676 - don för mottagning av en bitmängd som representerar data som mottages tili först, och - don för användning av en processeringsmetod med en viss basbandssignal för processering av nänrnda bitmängd, 5 kännetecknad av att den även omfattar: - don för vai av metod för processering av basbandssignalen bland en mängd tillätna metoder för processering av basbandssignalen pä sä sätt att användningen av denna producerar de första data som mottages och som uppfyller ett visst kriterium för godkännande, och 10 -don för producering av andra data som mottages i form av vald metod för processering av basbandssignalen.

4. överföringssystem, vilket uppvisar en sändningsanordning och en mottagningsanordning, och - i sändningsanordningen don för producering av en bitmängd som data som 15 förmedlas tili först, och don för användning av en processeringsmetod med en viss basbandssignal för processering av bitama som förmedlas, - i mottagningsanordningen don för mottagning av en bitmängd som representerar data som mottages tili först, och don för användning av en processeringsmetod med en viss basbandssignal för processering av nämnda bitmängd, 20 kännetecknat av att det omfattar: - i sändningsanordningen don för producering av andra data för överföring, och don för vai av metod för processering av basbandssignalen bland en mängd tillätna metoder för processering av basbandssignalen i enlighet med de producerade andra * data, och *:··: 25 -i mottagningsanordningen don för vai av metod för processering av basbands- ·:· signalen bland en mängd tillätna metoder för processering av basbandssignalen pä ·;··:* sä sätt att användningen av denna producerar de första data som mottages och som :':': uppfyller ett visst kriterium för godkännande, och don för producering av andra data som mottages i form av vald metod för processering av basbandssignalen. • · · ψ · · · • · • · • w · • · ♦ • « « ' · • · • 4 · • · ♦ • · ♦ • « # • · • » · • · · • · ♦ · ♦ ·