DE19824153A1

DE19824153A1 - Voice transmission method especially for GSM system

Info

Publication number: DE19824153A1
Application number: DE1998124153
Authority: DE
Inventors: Stefan Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-02

Abstract

The method involves transmitting radio blocks in time slots (ts) via a radio interface, which is provided between a base station (BS) and a mobile station (MS). Four time slots form a frame (fr) and twenty six frames form a multiple frame (mf). Speech pauses on the transmitter side are recognised and a speech pause frame (SID) is transmitted per multiple frame instead of speech information. The speech pause frame is received at the receiver and decoded which generates background noise. Several speech pause frames are transmitted per multiple frame. Preferably, the speech pause frames are not automatically and regularly transmitted but only when necessary.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Mobilstation und eine Basisstation zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobil funksystem, insbesondere in einem GSM-Mobilfunksystem mit adaptiver Multiratenkodierung und diskontinuierlicher Über tragung.The invention relates to a method, a mobile station and a base station for voice transmission in a GSM mobile radio system, in particular in a GSM mobile radio system adaptive multi-rate coding and discontinuous over carry.

Das GSM-Mobilfunknetz (Global System for Mobile Communica tions) ist beispielsweise aus J. Biala, "Mobilfunk und intel ligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, insbesondere den S. 57 bis 92, bekannt. Derartige GSM-Mobilfunknetze ermöglichen den Aufbau von Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstationen und Mobilstationen, indem Informationen, insbesondere Sprach informationen, über eine Funkschnittstelle übertragen werden.The GSM cellular network (Global System for Mobile Communica tions) is, for example, from J. Biala, "Mobilfunk und intel ligente Netze ", Vieweg Verlag, 1995, in particular p. 57 to 92, known. Such GSM mobile radio networks enable Establishing communication connections between base stations and mobile stations by adding information, especially voice information is transmitted via a radio interface.

Zur Teilnehmerseparierung werden unterschiedliche Verfahren verwendet. Als Basis dieser Verfahren kommt im allgemeinen ein Frequenzmultiplexverfahren FDMA (Frequency Division Mul tiple Access) durch eine Auftrennung der Funkschnittstelle in mehrere Frequenzkanäle zum Einsatz. Sind mehrere Teilnehmer auf einer gleichen Trägerfrequenz der Funkschnittstelle durch unterschiedliche Zeitlagen getrennt, liegt zusätzlich ein Zeit-Multiplexverfahren TDMA (Time Division Multiple Access) vor, wie es beispielsweise auch in dem GSM-Mobilfunksystem Anwendung findet.Different methods are used to separate participants used. In general, the basis of these procedures comes a frequency division multiplexing FDMA (Frequency Division Mul tiple access) by separating the radio interface into multiple frequency channels are used. Are multiple participants on the same carrier frequency of the radio interface different time slots separately, is also included Time division multiple access (TDMA) before, as is also the case in the GSM mobile radio system Application.

In digitalen Funk-Kommunikationssystemen werden in der Regel digitale Sprachkodierer/dekodierer eingesetzt. Diese Sprach kodierer bestehen bei einem GSM-Mobilfunksystem aus einem Sprachkodierer und einem nachgeschalteten Kanalkodierer. In dem Sprachkodierer wird die 64 kbit/s Datenrate von PCM30-Ka nälen auf beispielsweise eine Datenrate von 13 kbit/s redu ziert, die als Nettobitrate bezeichnet wird, da sie nur die reinen kodierten Sprachinformationen enthält. In dem Kanalko dierer wird daraufhin durch ein Fehlerkorrekturverfahren zu sätzliche Redundanz zu dem Sprachsignal hinzugefügt, so daß sich die Bitrate beispielsweise auf 22,8 kbit/s erhöht, der Bruttobitrate.In digital radio communication systems are usually digital speech encoder / decoder used. This spoke In a GSM mobile radio system, encoders consist of one Speech encoder and a downstream channel encoder. In the 64 kbit / s data rate of PCM30-Ka channels to a data rate of 13 kbit / s, for example adorned, which is called the net bit rate, since it only the contains pure coded language information. In the canal The error is then increased by an error correction procedure added redundancy to the speech signal so that the bit rate increases to 22.8 kbit / s, for example Gross bit rate.

Dieses Beispiel bezieht sich auf einen Vollratenkodierer. Als Weiterentwicklung wurden auch Halbratenkodierer in dem GSM- Mobilfunksystem eingesetzt, die nur die halbe Datenrate zur Sprachübertragung verwenden. Eine derartige Komprimierung der Sprachsignale ist wünschenswert, da die zur Verfügung stehen den funktechnischen Ressourcen knapp sind und eine möglichst große Anzahl Teilnehmer mit dem Mobilfunksystem versorgt werden soll. Weiterhin ist aus P. Vary, "Sprachcodec in GSM- Mobilfunksystemen", Funkschau 7/98, ein adaptives Multiraten kodierverfahren (AMR) bekannt, wobei der Anteil des Fehler schutzes abhängig von den Übertragungsbedingungen auf der Funkschnittstelle variiert wird. Durch die Reduzierung des Fehlerschutzes kann die Bitrate nach der Sprachkodierung er höht und damit die Sprachqualität verbessert werden, oder die Bruttodatenrate reduziert und somit Kapazitäten für weitere Teilnehmer geschaffen werden.This example relates to a full rate encoder. As Further development were also half rate encoders in the GSM Mobile radio system used, which is only half the data rate Use voice transmission. Such compression of the Voice signals are desirable because they are available the radio resources are scarce and one if possible large number of participants supplied with the mobile radio system shall be. P. Vary, "Speech codec in GSM Mobile radio systems ", Funkschau 7/98, an adaptive multi-rate coding method (AMR) known, the proportion of the error protection depending on the transmission conditions on the Radio interface is varied. By reducing the The bit rate after the speech coding can protect against errors increases and thus the speech quality can be improved, or the Gross data rate reduced and thus capacity for more Participants are created.

Weiterhin ist aus J. Biala, "Mobilfunk und intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, insbesondere S. 105-106, eine diskontinuierliche Übertragung (DTX) bekannt, bei der Sprach pausen erkannt und mittels Sprachpausenrahmen (SID - Silence Description) der empfangenden Funkstation Parameter der Hin tergrundgeräusche signalisiert werden. Empfangsseitig werden die Sprachpausenrahmen detektiert und für die Erzeugung von Hintergrundgeräuschen verwendet. Der aus acht aufeinander folgenden halben Funkblöcken bestehende Sprachpausenrahmen wird im GSM-Mobilfunksystem einmal in 480 ms, d. h. einmal pro Multirahmen, in Form von acht aufeinanderfolgenden Funk blöcken übertragen. Der empfangende Teilnehmer hat durch die Hintergrundgeräusche nicht die Wahrnehmung einer "toten" Leitung. Durch die eingeblendeten Hintergrundgeräusche steigt auch die Verständlichkeit der ersten nach der Sprachpause übertragenen Sprachsilbe. Der wesentliche Vorteil der dis kontinuierlichen Übertragung ist die Verringerung der Inter ferenzen auf der Funkschnittstelle und der geringere Batte rieverbrauch der Mobilstationen.Furthermore, from J. Biala, "Cellular and intelligent Netze ", Vieweg Verlag, 1995, in particular pp. 105-106, a discontinuous transmission (DTX) known in voice pauses recognized and by means of speech pause frames (SID - Silence Description) of the receiving radio station parameters of the Hin background noises are signaled. Be on the reception side the speech pause frame is detected and used to generate Background noise used. The eight of each other following half radio blocks existing speech pause frames is in the GSM mobile radio system once in 480 ms, d. H. once a Multi-frame, in the form of eight consecutive radio blocks transferred. The receiving participant has through the Background noise not perceiving a "dead" Management. The background noise that appears increases also the intelligibility of the first after the language break transferred speech syllable. The main advantage of dis continuous transmission is reducing the inter references on the radio interface and the lower battery Consumption of the mobile stations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Sprachübertragung im Falle von Sprachpausen weiter zu ver bessern, insbesondere bei schneller Veränderungen der Um gebung des Sprechers, sowohl im Hinblick auf die Hintergrund geräusche als auch im Hinblick auf die Bedingungen der Funk übertragung.The invention is based, the quality of the task Voice transmission in the event of speech pauses to ver improve, especially with rapid changes in order giving the speaker, both in terms of background noises as well in terms of the conditions of radio transmission.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch die Basistation bzw. Mobil station mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 bzw. 14 ge löst. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is accomplished through the process with the characteristics of Claim 1, as well as by the base station or mobile station with the features of claim 13 or 14 ge solves. Developments of the invention are the subclaims refer to.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobilfunksystem besteht zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation eine Funkschnittstelle, über die in nerhalb von Zeitschlitzen Funkblöcke übertragen werden, wobei allgemein im Hinblick auf die Übertragungszeit 4 Zeitschlitze bzw. jeweils in einem Zeitschlitz übertragene Funkblöcke ei nen Rahmen und 26 Rahmen einen Multirahmen bilden. Sendesei tig werden Sprachpausen erkannt und daraufhin anstelle von Sprachinformationen nicht nur ein Sprachpausenrahmen pro Mul tirahmen übertragen, sondern pro Multirahmen mehrere Sprach pausenrahmen. Die empfangsseitige Auswertung der Sprachpau senrahmen ist damit aktueller und die Hintergrundgeräusche können schneller den Änderungen des den Sprecher umgebenden Raumes angepaßt werden. Sprachrahmen hingegen werden auf andere Weise übertragen und setzen sich aufgrund von Verwür felung (Interleaving) aus acht halben Funkblöcken zusammen. In the inventive method for voice transmission in a GSM mobile radio system exists between a base station and a mobile station a radio interface over which in Radio blocks are transmitted within time slots, whereby generally 4 time slots with regard to the transmission time or respectively radio blocks transmitted in a time slot NEN frame and 26 frames form a multi-frame. Broadcasting egg Speech breaks are recognized and then instead of Speech information not just one speech pause frame per mul frame, but multiple languages per multi frame break frame. The reception-side evaluation of the speech pau Senframe is thus more current and the background noise can more quickly make changes to those surrounding the speaker Be adapted to the room. Language frames, however, are on other ways transferred and sit down because of cursing interleaving from eight half radio blocks.

Aufgrund der Standardisierung des GSM-Mobilfunksystems ist eine solche Veränderung der Sprachpausenübertragung bisher nicht betrachtet worden, da alle Mobilstationen und Basis stationen unabhängig vom Hersteller und Betreiber eine ein heitliche Übertragung und Auswertung der Sprachpausenrahmen durchführen mußten. Der Sprachpausenrahmen hatte bisher die Länge eines Sprachrahmens und wurde wie dieser kodiert und verwürfelt. Dabei wurde in Kauf genommen, daß innerhalb eines Sprachpausenrahmens mehr Übertragungskapazität bereitsteht, als für die Informationen bezüglich der Hintergrundgeräusche nötig ist.Due to the standardization of the GSM mobile radio system such a change in voice pause transmission so far not been considered as all mobile stations and base stations regardless of manufacturer and operator Uniform transmission and evaluation of the speech pause frames had to perform. The language break frame has so far Length of a speech frame and was encoded and like this scrambled. It was accepted that within one Speech pause frame more transmission capacity is available, than for the background noise information is necessary.

Im Rahmen der Einführung eines adaptiven Multiratenkodierers werden die Sprachpausenrahmen hiermit neu gestaltet, wobei die Sprachpausenrahmen vorteilhafterweise zusätzlich Informa tionen bezüglich einer Steuerung des zugehörigen empfangs seitigen Multiratenkodieres enthalten.As part of the introduction of an adaptive multi-rate encoder the language break frames are hereby redesigned, whereby the language break frames advantageously additional informa tion regarding the control of the associated reception side multi-rate encoding included.

Die Erfindung macht sich vorteilhafterweise die geringe zu übertragende Informationsmenge zu Nutze, so daß ein Sprach pausenrahmen nur aus zwei Funkblöcken besteht, die zudem nicht unmittelbar aufeinanderfolgen müssen. Damit ist es einfacher, mehrere Sprachpausenrahmen pro Multirahmen zu übertragen, ohne die Aktivität auf der Luftschnittstelle zu erhöhen, d. h. die Gesamtzahl der gesendeten Funkblöcke pro Multirahmen zu erhöhen. Bei zwei Funkblöcken pro Sprach pausenrahmen ist es vorteilhaft, daß Informationen über die Hintergrundgeräusche auf beide Funkblöcke verteilt sind, und vollständige Signalisierungsinformationen in jedem der beiden Funkblöcke übertragen werden. Für die Signalisierungsinforma tionen ergibt sich damit eine sehr geringe Verzögerungszeit. Alternativ kann ein Sprachpausenrahmen auch durch einen ein zigen Funkblock gebildet werden.The invention advantageously adopts the minor Transferring amount of information to use, so that a language break frame only consists of two radio blocks, which also do not have to follow each other immediately. So that's it easier to close multiple speech pause frames per multi frame transmitted without the activity on the air interface increase, d. H. the total number of radio blocks sent per Increase multi-frame. With two radio blocks per voice break frame, it is advantageous that information about the Background noise is distributed over both radio blocks, and complete signaling information in each of the two Radio blocks are transmitted. For the signaling information This results in a very short delay time. Alternatively, a speech pause frame can also be replaced by a umpte radio block are formed.

Das Ende einer Sprachpause ist nicht vorhersehbar, so daß jederzeit die Übertragung von Sprachrahmen wiederaufgenommen werden muß. Somit erwartet die empfangende Station nach Ein treten einer Sprachpause ständig Sprachrahmen oder Sprach pausenrahmen. Sprachrahmen können immer nur zu festgelegten Zeitpunkten beginnen, z. B. zu jedem vierten Funkblock. Es ist somit vorteilhaft, die Funkblöcke eines Sprachpausenrah mens innerhalb des Multirahmen zu einem Zeitpunkt zu über tragen, der gegenüber normalerweise definierten Beginn von Sprachrahmen verschoben ist. Wird an der definierten Stelle im Multirahmen ein Funkblock empfangen, so ist dieser und die acht nachfolgenden Funkblöcke aller Voraussicht nach ein Teil eines Sprachrahmens. Demgegenüber wird durch die spe zielle zeitliche Anordnung der Funkblöcke der Sprachpausen rahmen erreicht, daß diese von Blöcken umgeben sind, die keine Nutzinformation enthalten. Damit wird die Unterschei dung zwischen Funkblöcken für Sprach- und Sprachpausenrahmen erleichtert und es können Rahmenidentifikationsbits einge spart werden.The end of a language break is not predictable, so the transmission of voice frames resumed at any time must become. The receiving station thus expects to be on If a language break occurs, language frames or speech are used continuously break frame. Language frames can only ever be set Times begin, e.g. B. every fourth radio block. It is therefore advantageous, the radio blocks of a speech break over within the multi-frame at a time wear, compared to the normally defined start of Language frame is shifted. Will be at the defined point Receive a radio block in the multi-frame, so this and that eight subsequent radio blocks in all likelihood Part of a language framework. In contrast, the spe The timing of the radio blocks of the speech pauses frame achieved that these are surrounded by blocks that no useful information included. This will make the difference between radio blocks for speech and speech pause frames facilitated and frame identification bits can be inserted be saved.

Ein empfangener Funkblock wird zuerst entzerrt und dann deko diert, wobei bereits bei der Entzerrung eine Entscheidung über das Vorliegen eines Funkblockes eines Sprachpausenrah mens oder eines Sprachrahmens getroffen wird. Bei der Ent zerrung werden Qualitätsparameter, wie "soft decision"-Werte oder Qualitätsmetriken abgeleitet. Auch kann ein Rahmenkenn wort nach dem Entzerrer, z. B. durch Korrelation des empfange nen Funkblocks mit einem faltungskodierten Rahmenkennwort, erkannt werden. Somit muß nicht die Dekodierung zur Rahmenun terscheidung abgewartet werden. Die Verzögerung wird ver ringert.A received radio block is first equalized and then deco dated, a decision already in the equalization about the presence of a radio block of a speech pause frame mens or a language framework. At the Ent distortion becomes quality parameters, such as "soft decision" values or quality metrics derived. A frame identifier can also be word after the equalizer, e.g. B. by correlating the receive NEN radio blocks with a convolutionally coded frame password, be recognized. Thus, the decoding does not have to be framed decision can be waited for. The delay is ver wrestles.

Es ist vorteilhaft, daß nach Empfang eines Funkblock zuerst eine Sprachdekodierung versucht wird, bevor eine Dekodierung des Sprachpausenrahmens durchgeführt wird. Übertragene Sprachinformation ist zeitkritischer und soll sofort ausge wertet werden. Wird durch die Sprachdekodierung festgestellt, daß es sich nicht um einen Sprachrahmen handelt, so kann anschließend die Dekodierung eines Sprachpausenrahmen ver sucht werden. Die durch diese serielle Dekodierversuche ent stehenden Verzögerungen sind für die Synthetisierung der Hintergrundgeräusche tolerierbar. Gleichzeitig wird der Implementierungsaufwand gesenkt, da keine zwei parallelen Dekodierer vorzuhalten sind. Die Kodierung beider Rahmen erfolgt vorteilhafterweise derart, daß bereits nach der Dekodierung weniger Bits festgestellt werden kann, ob ein Sprach- oder ein Sprachpausenrahmen vorliegt.It is advantageous that after receiving a radio block first speech decoding is attempted before decoding of the speech pause frame is carried out. Transferred Speech information is more time-critical and should be released immediately be evaluated. If the speech decoding determines that it is not a language frame, it can then the decoding of a speech pause frame ver be searched. The ent through these serial decoding attempts standing delays are for the synthesis of the Background noise tolerable. At the same time the Reduced implementation effort because there are no two in parallel Decoders are to be kept. The coding of both frames is advantageously carried out such that already after the Decoding fewer bits can be determined whether a There is a language frame or a language break frame.

Nach Weiterbildungen der Erfindung werden in einem Sprach pausenrahmen Informationen bezüglich einer Steuerung eines adaptiven Multirahmendekodierers und/oder bezüglich einer schnellen Sendeleistungssteuerung übertragen. Damit kann auf wirtschaftliche Weise die Sprachpausenübertragung mit einer Inband-Signalisierung verbunden werden. Die Vorteile der dis kontinuierlichen Übertragung, d. h. lange von Funkübertragung freie Zeiten und dadurch weniger Interferenzen, kommen besser zum Tragen.According to developments of the invention are in one language pause frame Information regarding a control of a adaptive multi-frame decoder and / or with respect to one fast transmission power control. With that, on the economic pause transmission with a Inband signaling can be connected. The advantages of dis continuous transmission, d. H. long of radio transmission free times and therefore less interference come better to carry.

Nach einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung werden die Funkblöcke mit Inband-Signalisierung und Sprachpausen information nicht automatisch, sondern nur bei Bedarf, d. h., falls Inbandsignalisierung oder Sprachpauseninformation tat sächlich zu übertragen sind, gesendet. Die Sendezeitpunkte können entweder einem festen zeitlichen Raster entnommen oder beliebig sein. Durch dieses Verfahren wird die Zahl der ge sendeten Sprachpausenrahmen und somit Sendeaktivität und Interferenzen auf der Luftschnittstelle minimiert.After an additional development of the invention the radio blocks with inband signaling and speech pauses information not automatically, but only when needed, d. H., if in-band signaling or speech pause information did are actually to be transmitted. The broadcast times can either be taken from a fixed time grid or be arbitrary. Through this procedure, the number of ge sent speech pause frames and thus transmission activity and Interference on the air interface is minimized.

Die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt lediglich bei spiel haften Charakter. Die beschriebenen Merkmale sind nicht zwingend in der dargestellten Art zur Verwirklichung des angestrebten Erfolges erforderlich.The following description of several exemplary embodiments of the method according to the invention has only at game stick character. The features described are not mandatory in the manner shown to achieve the desired success required.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie senden Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are based on the enclosed send drawings explained in more detail.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 ein Funk-Kommunikationssystem in allgemeiner Dar stellung (Stand der Technik), Fig. 1, a radio communication system in general Dar position (prior art),

Fig. 2 ein Blockschaltbild von Komponenten des erfindungs gemäßen Basisstationssystems, Fig. 2 is a block diagram of components of the base station system according to Inventive,

Fig. 3 die Rahmenstruktur des GSM-Mobilfunksystems, Fig. 3 shows the frame structure of the GSM mobile radio system,

Fig. 4 ein wiederholtes Senden von Sprachpausenrahmen innerhalb eines Multirahmens, Fig. 4 is a repeated transmission of speech pause frames within a multiframe,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des alternativen Übertragens von Sprach- oder Sprachpausenrahmen, Fig. 5 is a schematic view of the alternative transmitting voice or speech pause frame,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Sprachübertra gung, und Fig. 6 is a schematic representation of the voice transmission, and

Fig. 7 einen vereinfachten Programmablaufplan der Sprach übertragung. Fig. 7 shows a simplified program flow chart of the voice transmission.

Das in Fig. 1 dargestellte Funk-Kommunikationssystem ent spricht einem Teil eines bekannten GSM-Mobilfunksystems. Ein derartiges Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer oder einer Vielzahl von Vermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN oder einem weiteren Mobilfunknetz PLMN herstellen. Weiterhin sind diese Vermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Basisstations-Steuerung BSC verbunden. Jede Basisstations- Steuerung BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumin dest einer Basisstation BS, die über eine Funkschnittstelle Kommunikationsverbindungen zu einer oder mehreren Mobilsta tionen MS aufbauen, unterhalten und auslösen kann.The radio communication system shown in FIG. 1 speaks part of a known GSM mobile radio system. Such a radio communication system consists of one or a plurality of switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN or a further mobile radio network PLMN. Furthermore, these switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC. Each base station controller BSC in turn enables a connection to at least one base station BS, which can establish, maintain and trigger communication connections to one or more mobile stations MS via a radio interface.

Jede Basisstation BS versorgt jeweils einen geographischen Bereich mit funktechnischen Ressourcen. Nach der Fig. 1 ver sorgen die Basisstationen BS beispielsweise jeweils einen vereinfacht als Sechseck dargestellten Bereich, der allgemein als Funkzelle bezeichnet wird. An den Grenzen der jeweiligen Zellen sind Überlappungen vorgesehen, so daß beispielsweise eine Mobilstation MS im Überlappungsbereich zu zumindest zwei Basisstationen BS eine Verbindung aufbauen kann. Gemeinsam mit der Basisstations-Steuerung BSC bilden die Basisstationen BS ein Basisstationssystem BSS.Each base station BS supplies a geographical area with radio resources. According to FIG. 1, the base stations BS, for example, each provide a simplified area represented as a hexagon, which is generally referred to as a radio cell. Overlaps are provided at the boundaries of the respective cells so that, for example, a mobile station MS can establish a connection in the overlap area to at least two base stations BS. Together with the base station controller BSC, the base stations BS form a base station system BSS.

Komponenten dieses Basisstationssystems BSS sind in der Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Die Basisstations-Steuerung BSC kann als separate Einheit oder zusammen mit einer Basissta tion BS oder anderen Komponenten des Funk-Kommunikationssys tems verwirklicht sein.Components of this base station system BSS are shown by way of example in FIG. 2. The base station controller BSC can be implemented as a separate unit or together with a base station BS or other components of the radio communication system.

Die Basisstation BS empfängt über eine Antenne A und eine Sende/Empfangseinrichtung TRX Nutz- und Signalisierungsinfor mationen sowie Meßwerte über die Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle zu der ersten Funkstation MS1 und signali siert diese der Basisstations-Steuerung BSC. Solche Meßgrö ßen, die sich gegebenenfalls erst nach internen Umrechnungen in einer Signalauswerteeinrichtung SED in der Basisstation BS ergeben, sind beispielsweise der Empfangspegel RXLEV, eine skalierte Größe zur Bitfehlerrate RXQUAL, eine Vorhaltezeit ta oder ein Signal-Rausch-Verhältnis C/I. Diese Werte können auch von der ersten Mobilstation MS1 ermittelt und über die Funkschnittstelle zu der Basisstation BS übertragen werden.The base station BS receives via an antenna A and Transceiver TRX user and signaling information mations and measured values on the transmission conditions of the Radio interface to the first radio station MS1 and signali based on the base station controller BSC. Such measurement which may only change after internal conversions in a signal evaluation device SED in the base station BS are, for example, the reception level RXLEV, a scaled size for the bit error rate RXQUAL, a retention time ta or a signal-to-noise ratio C / I. These values can also determined by the first mobile station MS1 and via the Radio interface can be transmitted to the base station BS.

In einer Speichereinrichtung SD der Basisstations-Steuerung BSC werden die bestimmten charakteristischen Werte gespei chert, wobei diese Speichereinrichtung SD gleichsam in der Basisstation BS verwirklicht sein kann. Die charakteristi schen Werte RXLEV, RXQUAL werden in einem GSM-Mobilfunksystem beispielsweise von der Mobilstation MS1 signalisiert, wäh renddessen die Angabe zu Signallaufzeit in Form der Vorhalte zeit ta und die Angaben zum Signal-Rausch-Verhältnis C/I in der Basisstation BS selbst aus den Empfangssignalen gewonnen werden. Es ist jedoch ebenso möglich, nur in der ersten Mo bilstation MS1 oder in der Basisstation BS ermittelte Werte oder alternative Kombinationen in der Speichereinrichtung SD zu speichern. Weiterhin enthält die Basisstation BS eine Einrichtung SA zur Funkblockbildung, die u. a. die Funkblöcke für die Sprachpausenrahmen SID formt. In a memory device SD of the base station controller BSC the specific characteristic values are saved chert, this storage device SD as it were in the Base station BS can be implemented. The characteristics The values RXLEV, RXQUAL are in a GSM mobile radio system signaled by the mobile station MS1, for example in the meantime, the indication of signal runtime in the form of the lead time ta and the information on the signal-to-noise ratio C / I in the base station BS itself from the received signals become. However, it is also possible only in the first month bilstation MS1 or values determined in the base station BS or alternative combinations in the storage device SD save. The base station BS also contains one Device SA for radio block formation, which u. a. the radio blocks for the SID language break frames.

Die Basisstations-Steuerung BSC enthält neben weiteren, für die Erfindung nicht bedeutsamen Komponenten eine Steuerein richtung CD, die nach Auswerten der gespeicherten und der ak tuell bestimmten charakteristischen Werte einen Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO ansteuert, in dem die Sprach- und Ka nalkodierung der Sprachsignale erfolgt. Dabei werden auch Steuersignale für eine Multiratendekodierung berücksichtigt. In einem GSM-Mobilfunksystem kann dieser Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO auch zwischen der Basisstations-Steuerung BSC und der Vermittlungsstelle MSC in einer (nicht darge stellten) Transkodiereinheit TRAU verwirklicht sein. Diese Transkodiereinheit TRAU kann wiederum in der Vermittlungs stelle MSC, in der Basisstations-Steuerung BSC oder in der Basisstation BS integriert sein. Kanalkodierer CHCO und Sprachkodierer SPCO können auch getrennt in verschiedenen Einheiten integriert sein, z. B. der Kanalkodierer in der Basisstation BS und der Sprachkodierer in der Transkodier einheit TRAU.The base station controller BSC contains, among others, for components not significant to the invention direction CD, which after evaluating the stored and the ac a speech SPCO and channel encoder CHCO, in which the speech and Ka nal coding of the speech signals takes place. In doing so, too Control signals for multirate decoding are taken into account. In a GSM mobile radio system, this voice SPCO and Channel encoder CHCO also between the base station controller BSC and the switching center MSC in one (not Darge ) Transcoding unit TRAU be realized. This Transcoding unit TRAU can in turn in the exchange place MSC, in the base station controller BSC or in the Base station BS can be integrated. CHCO and Speech coders SPCO can also be used separately in different Units can be integrated, e.g. B. the channel encoder in the Base station BS and the speech encoder in the transcoder unit TRAU.

Im folgenden wird nur die Sprachübertragung vom Netz zu einer Mobilstation MS1 erläutert. In umgekehrter Übertragungsrich tung kommen jedoch korrespondierende Verfahrensschritte zum Einsatz. Die netzseitig von der Vermittlungsstelle MSC ein treffenden Sprachinformationen einer Kommunikationsverbin dung, beispielsweise mit 64 kbit/s über eine PCM-Verbindung, werden mit Hilfe des Sprachkodierers SPCO sprachkodiert und haben anschließend eine Nettobitrate von beispielsweise 13 kbit/s. Die so kodierten Sprachinformationen wird zu der Basisstations-Steuerung BSC und dann weiter zur Basisstation BS in Form von Sprachrahmen SF übertragen In der anschlie ßenden Kanalkodierung in dem Kanalkodierer CHCO wird die Bitrate durch Hinzufügen von Schutzbits auf beispielsweise auf eine Bruttobitrate von 22,8 kbit/s erhöht. Ein ver gleichbarer Sprach- SPCO und Kanalkodierer OHCO ist ebenfalls in der Mobilstation MS1 verwirklicht. Die Netto- und Brutto bitrate kann jedoch in Abhängigkeit von den Übertragungs bedingungen und der zu übertragenden Informationsmenge verän dert werden. Durch die Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO wird ein adaptives Multiraten-Kodier/Dekodierverfahren ver wirklicht, wie es beispielsweise aus DE 198 04 581 bekannt ist.In the following, only the voice transmission from the network becomes one Mobile station MS1 explained. In reverse transmission direction However, corresponding procedural steps come into play Commitment. The network side of the exchange MSC relevant language information of a communication link tion, for example at 64 kbit / s via a PCM connection, are speech coded with the help of the speech encoder SPCO and then have a net bit rate of, for example, 13 kbit / s. The language information coded in this way becomes the Base station controller BSC and then on to the base station BS in the form of SF speech frames channel coding in the channel encoder CHCO is the Bit rate by adding protection bits on for example increased to a gross bit rate of 22.8 kbit / s. A ver comparable speech SPCO and channel encoder OHCO is also realized in the mobile station MS1. The net and gross However, bit rate may vary depending on the transmission conditions and the amount of information to be transferred be changed. Through the voice SPCO and channel encoder CHCO an adaptive multi-rate coding / decoding method is used Really, as is known for example from DE 198 04 581 is.

Fig. 3 zeigt die Rahmenstruktur der Funkübertragung, wobei vier Zeitschlitze ts einen Rahmen fr bilden und wiederum 26 Rahmen fr einen Multirahmen mf bilden. Innerhalb dieser Rah menstruktur werden auch Sprachpausenrahmen SID übertragen, die wie anschießend erläutert aus einem oder zwei Funkblöcken aufgebaut sein können. FIG. 3 shows the frame structure of the radio transmission, four time slots ts forming a frame for and again 26 frames for a multi-frame mf. Within this frame structure, voice pause frames SID are also transmitted, which, as explained below, can be made up of one or two radio blocks.

Im GSM-Mobilfunksystem kommt eine diskontinuierliche Über tragung (DTX) nach Fig. 6 zum Einsatz, die es ermöglicht, bei Sprachpausen die Interferenzen auf der Funkschnittstelle und den Stromverbrauch der Mobilstationen MS zu verringern. In der Transkodiereinheit TRAU werden die Sprachpausen erkannt und zugehörige Sprachpausenrahmen SID mit Informationen über die Hintergrundgeräusche berechnet.In the GSM mobile radio system, a discontinuous transmission (DTX) according to FIG. 6 is used, which makes it possible to reduce the interference on the radio interface and the power consumption of the mobile stations MS during pauses in speech. The speech pauses are recognized in the transcoding unit TRAU and the associated speech pause frame SID is calculated with information about the background noise.

Ein Sprachpausenrahmen SID mit beispielsweise 60 bit Nutz information wird innerhalb eines TRAU-Rahmens über die Ba sisstations-Steuerung BSC zur Basisstation BS übertragen. In der Basisstation BS werden beispielsweise 2-bit Inband-Sig nalisierung zur Steuerung der adaptiven Multiratenkodie rers/dekodierung hinzugefügt. Weiterhin können an dieser Stelle Informationen zu einer schnellen Sendeleistungssteu erung eingefügt werden. Diese ermöglichen es der Mobilstation MS1 die eigene Sendeleistung zu regeln. Es folgt die Funk übertragung in Form von Funkblöcken, die in einer Rahmen struktur nach Fig. 4 übertragen werden.A speech pause frame SID with, for example, 60 bit useful information is transmitted to the base station BS within a TRAU frame via the base station controller BSC. In the base station BS, for example, 2-bit inband signaling for controlling the adaptive multi-rate encoder / decoding are added. Furthermore, information on a fast transmission power control can be inserted at this point. These enable the MS1 mobile station to regulate its own transmission power. The radio transmission follows in the form of radio blocks which are transmitted in a frame structure according to FIG. 4.

Nach Fig. 4 wird in jedem zweiten Rahmen fr ein Sprachpausen rahmen SID bestehend aus einem Funkblock gesendet. Die Inter ferenzen steigen gegenüber der bisher verwendeten Übertra gungsverfahren für Sprachpausen nicht entscheidend an, da pro Multirahmen nunmehr 13 statt 8 Funkblöcke gesendet werden. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, auch andere Modi, z. B. 8 Funkblöcke auf jeweils 12 Rahmen oder zwei herkömmliche Sprauchpausenrahmen gleichverteilt in einem Multirahmen mf, zur Übertragung der Sprachpausenrahmen zu verwenden. In letzterem Fall müßte die Verwürfelung nicht verändert werden. In Fig. 3 wird gezeigt, daß die Sprachpausenrahmen SID als ein oder als zwei Funkblöcke übertragen werden. Die Funkblöcke bestehen beispielsweise aus 60 Nutzbits zur den Hintergrund geräuschen, 16 Identifikationsbits - falls keine andere Form der Rahmenerkennung gewählt wird - und 2 Signalisierungsbits.According to FIG. 4, a speech pauses is sent SID frame consisting of a radio block in every second frame f. The interferences do not increase significantly compared to the previously used transmission method for speech pauses, since 13 instead of 8 radio blocks are now sent per multi-frame. However, it is within the scope of the invention to use other modes, e.g. B. 8 radio blocks each on 12 frames or two conventional Spause break frames evenly distributed in a multi-frame mf to use for transmission of the speech break frames. In the latter case, the scrambling would not have to be changed. In Fig. 3 it is shown that the speech pause frames SID are transmitted as one or as two radio blocks. The radio blocks consist, for example, of 60 useful bits for background noise, 16 identification bits - if no other form of frame detection is selected - and 2 signaling bits.

Es ist anzumerken, daß für die Aktualität der Informationen, insbesondere der Signalisierungsinformationen, eine im Ver gleich zum bisherigen Verfahren gleichmäßigere Verteilung der Funkblöcke auf den gesamten Multirahmen mf von Vorteil ist. Deshalb wird auch angestrebt, bei zwei Funkblöcken pro Sprachpausenrahmen SID die Information zu den Hintergrund geräuschen auf beide Funkblöcke zu verteilen, die Signa lisierungsinformation pro Funkblock jedoch vollständig zu übertragen. Die zwei zu einem Sprachpausenrahmen gehörigen Funkblöcke müssen zeitlich nicht aufeinanderfolgen sondern alle Funkblöcke von Sprachpausenrahmen werden gleichmäßig auf einen Multirahmen MF verteilt. Die Verzögerungen der Inband- Signalisierung werden dadurch reduziert. Da durch die kür zeren Sprachpausenrahmen SID die Verwürfelungsgewinn abnimmt, sind gewisse besonders wichtige Bits mehrfach, an bestimmten Positionen des Funkblocks oder besonders kodiert zu übertra gen.It should be noted that for the timeliness of the information, especially the signaling information, one in ver equal distribution of the Radio blocks on the entire multi-frame mf is advantageous. Therefore, the aim is to have two radio blocks per Speech pause frame SID provides background information to distribute noise between the two radio blocks, the Signa However, the complete information for each radio block transfer. The two belonging to a language break frame Radio blocks do not have to follow one another in time, but rather all radio blocks of speech pause frames are evenly on distributed a multi-frame MF. The inband delays This reduces signaling. Because through the door zeren speech break frame SID decreases the scrambling gain, are certain particularly important bits multiple, on certain Positions of the radio block or specially coded to transmit gene.

Nach der Übertragung über die Funkschnittstelle werden in der Mobilstation MS1 in einem HF-Teil die hochfrequenten Emp fangssignale verstärkt, ins Basisband übertragen und digi talisiert. Anschließend werden die Empfangssignale einem Ent zerrer zugeführt. Es muß in Folge entschieden werden, ob es sich um einen Sprachrahmen SF handelt - siehe dazu auch Fig. 7. After the transmission via the radio interface, the high-frequency received signals are amplified in the mobile station MS1 in an HF part, transmitted to the baseband and digitized. The received signals are then fed to an equalizer. It must subsequently be decided whether it is a SF speech frame - see also Fig. 7.

Diese Entscheidung kann durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen beschleunigt werden:
This decision can be accelerated by one or more of the following measures:

1. Already after the equalization is derived from Quality parameters of a bit or a radio block, e.g. B. "soft decision" values and / or the quality metric a Viterbi equalization, the presence of a language frame recognized,
2. The coding of the language frame SF and the language breaks frame SID differ greatly, so that already after few bits the difference can be recognized
3. In the equalizer there is a correlation of the received frame with a convolutionally coded frame password of a Sprachrah mens SF performed,
4. Time-shifted transmission of the radio blocks of a speech pause frame SID within the frame structure - see FIG. 5 -, so that in the first time slot of a frame the first radio block of a speech frame can be expected forever, followed by 7 further radio blocks; Radio blocks of speech pause frames SID are sent at a different time and surrounded by blocks without useful information, ie noise (x). This also allows radio blocks of speech frames SF to be distinguished from those of a speech pause frame SID.

Wird ein Sprachrahmen erkannt, dann wird dieser in einem Ent würfler entwürfelt (deinterleaving) und kanaldekodiert. Wird erst während der Dekodierung erkannt, daß es sich nicht um einen Sprachrahmen SF handelt, so ist ebenfalls ein Übergang zur Sprachpausenrahmenerkennung möglich. War die Auswertung der empfangenen Signale in Bezug auf einen Sprachrahmen SF nicht erfolgreich, so wird die Entwürfelung und Kanaldekodie rung für einen Sprachpausenrahmen SID eingeleitet, der auch zeitlich etwas verzögert empfangen werden kann. Aus den In formationen zu den Hintergrundgeräuschen werden diese emp fangsseitig synthetisiert.If a speech frame is recognized, then this is in a Ent Würfler descrambles (deinterleaving) and channel decoded. Becomes only recognized during decoding that it is not is a language frame SF, there is also a transition for speech pause frame recognition possible. Was the evaluation of the received signals with respect to a speech frame SF unsuccessful, so is the descrambling and channel decoding tion for a speech pause frame SID, which also can be received somewhat delayed. From the In Formations for the background noises are emp synthesized on the catch side.

Claims

1. Method for voice transmission in a GSM mobile radio system, in which
there is a radio interface between a base station (BS) and a mobile station (MS), via which radio blocks are transmitted within time slots (ts), four time slots (ts) one frame (fr) and 26 frames (fr) a multi-frame ( mf) form,
Speech pauses are recognized on the transmission side and then a speech pause frame (SID) per multiframe (mf) is transmitted instead of speech information,
the speech pause frame (SID) is received at the receiving end, decoded and thus background noise is generated, characterized in that
that several speech pause frames (SID) are transmitted per multiframe (mf).

2. The method according to claim 1, characterized in that that the speech pause frame (SID) does not automatically and regulate moderately, but only when needed.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a speech pause frame (SID) from two Radio blocks exist.

4. The method according to claim 3, characterized in that information about the background noise on both Radio blocks are distributed, and complete signaling information is transmitted in each of the two radio blocks become.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized records that a speech pause frame (SID) by a Radio block is formed.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the radio blocks of the speech pause frame (SID) distributed as evenly as possible in the multi-frame (mf) over will wear.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the transmission of the radio blocks of a Speech pause frame (SID) within the multi-frame (mf) at a time that is characteristic of these radio blocks is realistic and compared to the time of transmission is shifted from speech frame (SF).

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the radio blocks of a speech pause frame (SID) within a multi-frame (mf) are arranged so that a distinction from the Radio blocks of a speech frame (SF) is possible.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that after receiving a radio block first speech decoding is attempted before decoding of the speech pause frame (SID) is carried out.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a received radio block ent first is tugged and then detected, already after Ent straining a decision about the existence of a language break frame (SID) or a speech frame (SF) becomes.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that in a speech pause frame (SID) Information related to control of an adaptive Multirate decoder are transmitted.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that in a speech pause frame (SID) Information regarding fast transmission power control can be transferred.

13. base station (BS) for voice transmission in a GSM mobile radio system,
with a transceiver (TRX) which transmits radio blocks within a time slot (ts) via a radio interface to a mobile station (MS), four time slots (ts) one frame (fr) and 26 frames (fr) a multi-frame (mf ) form,
with a device (SA) for radio block formation, which forms a speech pause frame (SID) per multiframe (mf) instead of speech information when he recognizes speech pauses, characterized in that
that the device (SA) for radio block formation per multi-frame (mf) forms several speech pause frames (SID).

14. mobile station (MS) for voice transmission in a GSM mobile radio system,
with a transceiver (TRX) which transmits radio blocks within a time slot (ts) via a radio interface to a mobile station (MS), four time slots (ts) one frame (fr) and 26 frames (fr) a multi-frame (mf ) form,
with a device (SA) for radio block formation, which forms a speech pause frame (SID) per multiframe (mf) instead of speech information when he recognizes speech pauses, characterized in that
that the device (SA) for radio block formation per multi-frame (mf) forms several speech pause frames (SID).