DE19651274C1 - Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen, wobei die Sprachkanäle Sprachkompression und Sprachdekompression einschließen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die den Aufbau eines Sprachkanals mit Sprachkompression und Sprachdekompression zwischen einem ersten Telefon und einem zweiten Telefon, die beide in ein Gespräch zwischen mindestens zwei Telefonen einbezogen sind, einschließt, sowie das Erzeugen eines das erste Telefon eindeutig identifizierenden Signals, das Senden des Signals von dem ersten Telefon und das Überwachen des zweiten Telefons für einen Empfang des Signals über den Sprachkanal am zweiten Telefon, wobei ein Sprachkanal zwischen dem ersten und zweiten Telefon aufgebaut ist.

Ein einfaches Beispiel eines solchen Verfahrens ist wie folgt: (a) Aufbau eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem, wobei der Sprachkanal Sprachkompression und Sprachdekompression einschließt (wie zum Beispiel mobile Telekommunikationssysteme), zwischen einem ersten Telefon und einem zweiten Telefon durch Abheben des ersten Telefons, Wählen der Nummer des zweiten Telefons auf dem Tastaturfeld des ersten Telefons und Abheben des zweiten Telefons, wenn es aufgrund dieses Wählvorgangs klingelt. Somit werden das erste Telefon und das zweite Telefon in ein einfaches bidirektionales Gespräch einbezogen, bei dem ein erster Sprachkanal das erste Telefon mit dem zweiten Telefon und ein zweiter Sprachkanal das zweite Telefon mit dem ersten Telefon verbindet. (b) Sprechen von "Telefon 1" in das Mikrofon des ersten Telefons; und (c) Abhören des Lautsprechers des zweiten Telefon für den Erhalt der Nachricht "Telefon 1" über den ersten Sprachkanal zwischen dem ersten und zweiten Telefon am zweiten Telefon. Da Sprachkompressionsalgorithmen, die in Telekommunikationssystemen mit Sprachkompression und Sprachdekompression verwendet werden, für die Übertragung von menschlicher Sprache optimiert sind, wird die Nachricht "Telefon 1", wenn sie im zweiten Telefon empfangen wird, für einen Zuhörer am zweiten Telefon genügend erkenntlich sein, um das erste Telefon eindeutig zu identifizieren. Beispiele, die komplizierter als das gerade gegebene einfache Beispiel sind, können erzeugt werden, wenn Merkmale von heutigen Telekommunikationssystemen einbezogen werden, wie z. B. Ruf- Weiterleitung, Konferenzschaltungen und Call-Waiting, so daß das erste und das zweite Telefon statt dessen in ein komplexes asymmetrisches Gespräch zwischen mehr als zwei Telefonen einbezogen sind.

Einige bekannte Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen, deren Sprachkanäle Sprachkompression und Sprachdekompression einschließen, beziehen sich auf die manuelle Ausführung von Testfällen, ähnlich dem obig beschriebenen einfachen Beispiel. Solch manuelles Testen bezieht einen menschlichen Tester ein, der in das erste Telefon hineinspricht, und entweder der gleiche oder ein anderer Tester an dem zweiten Telefon hört, um übertragene Sprachsignale zu empfangen. Dieses Vorgehen, obwohl es einfach implementiert werden kann, hat gewisse Probleme und Nachteile, die sich hauptsächlich aus Beschränkungen ergeben, wie sie dem Verwenden eines menschlichen Testers beim Ausführen von Testfällen zu eigen sind.

Erstens, solch manuelles Testen verhindert die genaue Wiederholung von vorhergehend durchgeführten Testfällen. Eine genaue Wiederholung von vorhergehend durchgeführten Testfällen kann erforderlich sein, wenn das Telekommunikationssystem, das den Sprachkanal beinhaltet, modifiziert oder erweitert (upgrade) worden ist, und es erforderlich wird, das ordnungsgemäße Funktionieren des modifizierten oder erweiterten Systems zu testen, oder wenn ein vorhergehend in einem unmodifizierten System aufgetretener Fehler korrigiert worden ist. Die genaue Wiederholbarkeit von Testfällen kann auch erforderlich sein, wenn ein vorhergehend durchgeführter Testfall einen Fehler des den Sprachkanal enthaltenen Telekommunikationssystem angezeigt hat und es notwendig wird, den vorhergehend durchgeführten Testfall zu wiederholen, um den Ursprung des Fehlers festzustellen. Speziell im letzteren Fall ist es notwendig, die Testfälle mit Zeitvorgaben zu wiederholen, die so genau wie möglich sind, etwas, das manuelles Testen nicht erlaubt.

Zweitens kann manuelles Testen nicht zum Ausführen von Testfällen verwendet werden, die selbst genaue Zeitvorgaben oder Genauigkeit verlangen. Die Ausführung von solche genauen Zeitvorgaben oder Genauigkeit verlangenden Testfällen kann notwendig sein, um Fehler des den Sprachkanal enthaltenden Telekommunikationssystem aufzuzeigen, die andernfalls mit näherungsweisen Testfällen nicht gefunden werden können.

Drittens ist das Durchführen von manuellem Testen in einer Vielzahl von Situationen unpraktisch, wie z. B. das Ausführen von lange dauernden Testfällen, bei denen das kontinuierliche Testen eines Sprachkanals über einen längeren Zeitraum, z. B. einen Zeitraum von 24 Stunden oder 7 Tagen, notwendig sein kann, um Fehler zu finden, die durch die Ausführung von kürzeren Testfällen nicht gefunden werden können. Zudem ist manuelles Testen als solches zeitaufwendig, weil die manuelle Ausführung eines einzigen Tests aufgrund der Beschränkungen durch einen menschlichen Tester viele Minuten benötigen kann. Dies hat den Nachteil, daß die in einem gegebenen Zeitraum ausführbare Anzahl von Testfällen stark eingeschränkt ist. Schließlich kann manuelles Testen weder ohne die Anwesenheit eines menschlichen Testers ausgeführt werden, noch kann manuelles Testen von einer entfernten Testeinrichtung ausgehend durchgeführt werden. Daher sind mit dem manuellen Ausführen von Testfällen zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen viele Nachteile und Probleme verbunden.

Andere herkömmliche Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen, deren Sprachkanäle Sprachkompression und -dekompression einschließen, haben sich auch darauf gerichtet, Komponenten der den Sprachkanal enthaltenen Telekommunikationssysteme von einem Telefon an einem Ende des Sprachkanals zu untersuchen, unter Verwendung von speziell für diesen Fall erzeugten Testroutinen. In einem mobilen Telekommunikationssystem können zum Beispiel die untersuchten Komponenten des Systems eine Mobilservicevermittlungsstation (MSC), eine Basisvermittlungsstation (BSC) und/oder eine Basis-Sende- und Empfangsstation (BTS) einschließen. Jedoch weist die Untersuchung der Komponenten eines Telekommunikationssystems den Nachteil auf, daß nur ein Teil des Sprachkanals zu einer bestimmten Zeit getestet wird und nicht der gesamte Sprachkanal von dem ersten Telefon zu dem zweiten Telefon zu einer Zeit getestet wird. Weiterhin ist es ein Problem, daß, obwohl die Untersuchung der Komponenten eines Telekommunikationssystems die ordnungsgemäße Funktion der untersuchten Komponenten unter den Testbedingungen bestätigen kann, die Untersuchung der Komponenten allein nicht ausreicht, um sicherzustellen, daß sie, wenn sie in den vollständigen Sprachkanal integriert worden sind, ordnungsgemäß arbeiten.

Die DE 32 11 967 C2 beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion einer rechnergestützen Kommunikationsvermittlungsanlage, insbesondere zur Verkehrssimulation in Fernsprechvermittlungsanlagen. Dabei kann eine Vielzahl von Verbindungen zwischen jeweils zwei Teilnehmernachbildungen aufgebaut und die Reaktion des jeweiligen Fernsprechvermittlungssystems überprüft werden. Weiterhin kann die Übertragung von Hörtönen zwischen zwei miteinander in Verbindung stehenden Teilnehmernachbildungen überwacht werden. Es erfolgt jedoch keine Identifizierung des Ursprungs der übertragenen Hörtöne, da immer nur jeweils zwei Teilnehmernachbildungen miteinander in Verbindung stehen. Das in der DE 32 11 967 C2 beschriebene Verfahren erlaubt daher ebenfalls nicht das erforderliche umfassend Testen von Sprachkanälen in einem Telekommunikationssystem.

Aus der WO 94/00 932 A1 ist ein Testsystem für ein Mobilfunkkommunikationsnetz bekannt, bei dem Sprachkanäle überprüft werden können. Ein durchgehendes Überwachen eines Sprachkanals ist möglich und eine Fehlermeldung kann einer Netzwerksteuerung übermittelt werden, wenn ein fehlerhafter Sprachkanal erfaßt wird.

Aus der DE 195 17 393 C1 ist ein Verfahren zum Prüfen von Funkkanälen eines Telekommunikationssystems mit einem Mobilteil und einer Basisstation bekannt, bei dem von einer Steuerungseinrichtung Testdaten erzeugt werden, die an das Mobilteil übertragen und von dem Mobilteil zur Basisstation übertragen werden. Weiter werden von einer zweiten mit der Basisstation verbundenen Steuereinrichtung entsprechende Testdaten erzeugt, die mit den von der Basistation empfangenen Testdaten verglichen werden und eine Überprüfung des Funkkanals bezüglich seiner Übertragungsqualität wird ausgeführt.

Somit haben herkömmliche Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Sprachkompression und Sprachdekompression verwendenden Telekommunikationssystemen bestimmte Probleme und Nachteile und zeigen damit den Bedarf an verbesserten Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Testen von Sprachkanälen zwischen mindestens zwei Telefonen in einem Sprachkompression und Sprachdekompression einbeziehenden Telekommunikationssystem bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 19 gelöst.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt das Testens eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem, wobei der Sprachkanal Sprachkompression und -dekompression einschließt. Das Verfahren umfaßt die Schritte: Aufbau eines Sprachkanals einschließlich Sprachkompression und Sprachdekompression zwischen einem ersten Telefon und einem zweiten Telefon, die beide in ein Gespräch zwischen zumindest zwei Telefonen einbezogen sind, Erzeugen eines Musters von das erste Telefon eindeutig identifizieren Tonpulsen, wiederholtes Übertragen von Beispielen des Tonpulsmusters vom ersten Telefon mit einer bestimmten Wiederholfrequenz und Überwachen des zweiten Telefons auf Empfang von zumindest einem der Beispiele des Tonpulsmusters über den zwischen dem ersten und dem zweiten Telefon aufgebauten Sprachkanal.

Das Verwenden von Tonpulsmustern erlaubt das Identifizieren einer Vielzahl von in ein Gespräch einbezogenen Telefonen und damit wird nicht nur der Aufbau eines Sprachkanals als solcher, sondern auch der ordnungsgemäße Aufbau der Gesprächsverbindung mit einem vorherbestimmten empfangenen Telefon getestet, und weiterhin erlaubt die wiederholte Übertragung des Musters von Tonpulsen ein ununterbrochenes Überwachen des Sprachkanals.

Weiterhin beschreibt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung 36 verschiedene Muster von Tonpulsen zur Übertragung von einem ersten Telefon zu einem zweiten Telefon über einen Sprachkanal in einem Telekommunikationssystem, wobei der Sprachkanal Sprachkompression und Sprachdekompression einschließt.

Wie oben erwähnt, sind in Telekommunikationssystem verwendete Sprachkompressionsalgorithmen für die Übertragung von menschlicher Sprache optimiert. Falls das Signal während der Übertragung nicht in einem solchen Ausmaß gestört sein soll, daß ein Teil oder die gesamte in dem Signal enthaltene Information während der Übertragung verloren geht, sind bei Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen mit Sprachkompression und Sprachdekompression, der Art des Signal, das von einem ersten Telefon über einen zu testenden Sprachkanal zu einem zweiten Telefon übertragen werden kann, verschiedene weiter unten beschriebene Beschränkungen auferlegt.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß Verfahren zum Testen von Sprachkanälen in Telekommunikationssystemen mit Sprachkompression und Sprachdekompression, automatisiert werden können, während zur gleichen Zeit verschiedene, sich aus den für menschliche Sprache optimierten Sprachkompressionsalgorithmen ergebene Anforderungen erfüllt werden können. Mit anderen Worten sind die Beispiele von Tonpulsmuster, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung übertragen werden, Signale, die während der Übertragung über einen Sprachkanal mit Sprachkompression und Sprachdekompression einbezieht, nicht in einem Maße gestört, daß die in ihnen zum Identifizieren des ersten Telefons enthaltene Information während der Übertragung verloren geht. Damit löst die vorliegende Erfindung die beim manuellen Testen gegenwärtig bestehenden Probleme.

Die vorliegende Erfindung kann zum Testen von Sprachkanälen mit Sprachkompression und Sprachdekompression in einer Vielzahl von verschiedenen Telekommunikationssystemen angewendet werden, diese Systeme können im 450 bis 2000 MHz Frequenzband arbeiten, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, GSM, PDC, ADC, PCN, NMT 900 und TACS, die alle Abkürzungen für Telekommunikationssysteme sind, die dem Fachmann geläufig sind. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches genauer mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben wird, ist speziell zum Testen von Sprachkanälen im GSM-System angepaßt. GSM (Globales System für mobile Telekommunikation) ist ein Telekommunikationssystem, das weltweit in einer Reihe von Ländern, einschließlich Ländern Europas, Südafrika und Japan arbeitet. Zum Beispiel sind in England die mobilen Kommunikationssysteme von VODAFONE und CELLNET beide GSM-Systeme. Der Leser wird auf das Buch "The GSM System for Mobile Communications" von Michel Mouly und Marie Bernadette Pautet, Palaiso, France, 1992 (ISDN 2950719007) für weitere Details des GSM-Systems verwiesen.

Die vorliegende Erfindung kann für das Testen von Sprachkanälen in einer Reihe von Situationen angewendet werden, in denen mindestens zwei Telefone über einen Sprachkanal in einem Telefongespräch verbunden sind. Wie es bereits erklärt wurde, ist ein Sprachkanal als ein eindirektionaler Kanal zwischen zwei Telefonen in einem Gespräch definiert, d. h., daß zum Beispiel in einem bidirektionalen Gespräch zwischen zwei Telefonen zwei Sprachkanäle in der entgegengesetzten Richtung vorhanden sind. Es ist kein notwendiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß alle Telefone in einem Gespräch miteinander verbindende Sprachkanäle gemäß des Vorgehens der vorliegenden Erfindung getestet werden, obwohl dies offensichtlich vorteilhaft ist, um das ordnungsgemäße Funktionieren aller Sprachkanäle des Gesprächs zu bestätigen. Wie es aus der folgenden Beschreibung offensichtlich wird, ist die Anzahl, genannt N, der Telefone am Anfang eines gemäß der vorliegenden Erfindung zu testenden Sprachkanals - d. h. die Anzahl der, gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, als erste Telefone ausgewählten Telefone - diejenige Anzahl von Telefonen, die einige der bevorzugten Merkmale der Erfindung bestimmt, und nicht die gesamte Anzahl von Telefonen in einem Gespräch. Weiterhin muß ein bestimmtes Telefon in einem Gespräch nicht für alle Zeit das erste Telefon bleiben. Ein bestimmtes Telefon muß zum Übertragen eines Beispiels eines dieses spezielle Telefon eindeutig als erstes Telefon identifizierenden Musters von Tonpulsen ausgewählt werden, das erste Telefon kann jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung während einer Sprachkanaltestsequenz wiederholt neu aus der Vielzahl von am Gespräch beteiligten Telefonen ausgewählt werden.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine Stufe eines vier Telefone einschließenden Sprachkanal-Testzyklus;

Fig. 2 zeigt schematisch den Anschluß von vier Telefonen an eine Telefonbedienvorrichtung, sowie Hardware und Software zum Steuern, Überwachen und Analysieren der Telefone oder Signale während des Sprachkanaltestens;

Fig. 3A zeigt ein Zeitdiagramm für ein Gespräch, bei dem drei Telefone zyklisch zum Testen von zwischen den drei Telefonen aufgebauten Sprachkanälen ausgewählt werden;

Fig. 3B-3F zeigen schematisch fünf alternative Anordnungen, um Muster von Tonpulsen zur Übertragung beim Sprachkanaltesten zu erzeugen; und

Fig. 4 zeigt schematisch ein "Alphabet" von 36 verschiedenen Mustern von Tonpulsen für die Übertragung während des Sprachkanaltestens.

Anhand Fig. 1 wird das Verfahren zum Testen von Sprachkanälen gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Fig. 1 zeigt eine Stufe eines Sprachkanaltestzyklus, der vier Telefone 11, 12, 13 und 14 einbezieht, d. h. einen Zyklus, in dem die Anzahl der Telefone N = 4. Die Telefonbedienvorrichtung 15 ist angeordnet, um die Identifizierungssignale zu erzeugen, um die Signale zwischen den Telefonen (unter Einbeziehung des Telekommunikationssystems) zu übertragen und zum Überwachen der Telefone. In Fig. 1 überträgt Telefon 12 ein Beispiel eines das Telefon 12 eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters über die Sprachkanäle zu den Telefonen 11, 13 und 14. Die fett gedruckten Pfeile bezeichnen Teile von die Beispiele des Tonpulsmusters übertragenden Sprachkanälen, die einfach gezeichneten Pfeile bezeichnen Teile der die anderen der vier Telefone verbindenden Sprachkanäle. Da die Telefone 11, 12, 13, und 14 in einem Vierweg-Konferenzgespräch vollständig miteinander verbunden sind, verbindet eine Gesamtzahl von N² - N = 12 Sprachkanälen die vier Telefone. In dem gezeigten Schritt werden drei der 12 Sprachkanäle pro übertragenes Beispiel des Tonpulsmusters getestet.

In Fig. 1 ist das Telefon 12, das ein Beispiel des das Telefon 12 eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters überträgt, eingekreist. Dem in Fig. 1 gezeigten Schritt des Sprachkanaltestzyklus folgen Schritte, in denen zum Beispiel erst das Telefon 14 ein Beispiel eines das Telefon 14 eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters über die Sprachkanäle zu den Telefonen 11, 12 und 13 überträgt, und dann das Telefon 13 ein Beispiel eines das Telefon 13 eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters über die Sprachkanäle zu den Telefonen 11, 12 und 14 überträgt, und dann entsprechend das Telefon 11 identifizierende Tonpulse überträgt, womit ein Zyklus eines Sprachkanaltestens vervollständigt wird. Selbstverständlich sind andere als die oben beschriebene Sequenz von Telefonen möglich. Dieser vervollständigte Zyklus des Sprachkanaltestens ist ein Zyklus einer sich wiederholenden Sequenz von Sprachkanaltestzyklen, in dem zum Beispiel die Telefone 11, 12, 13 und 14 zyklisch in der Reihenfolge . . .. 12, 14, 13, 11, 12, 14, 13, 11, 12, 14, 13 . . . ausgewählt werden, um die Beispiele von Mustern von Tonpulsen zu übertragen, die von einer Vorrichtung zum Erzeugen von Tonpulsmustern (so wie die in Fig. 3a bis 3f gezeigten) erzeugt und zu den Telefonen geleitet werden.

Während des Testens ist die Telefonbedienvorrichtung für das Bedienen der Tastaturfelder verantwortlich, zum Beispiel zum Wählen, zum Übertragen der Signale über die durch das Telekommunikationssystem aufgebauten Sprachkanäle und zum Überwachen der Telefone in Hinblick auf den Empfang der übertragenen Muster von Tonpulsen. Die Telefonbedienvorrichtung selbst kann Anweisungen und Befehle zum Erzeugen von Tonmustern, zum Wählen, zum Überwachen der Telefone und Ahnlichem von einer zentralen Verarbeitungseinheit erhalten, die einen Computer einschließen kann.

Um das mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene Testen der Sprachkanäle zu erlauben, müssen die Telefone für die Telefonbedienvorrichtung zugänglich sein. Eine Verbindung zwischen der Telefonbedienvorrichtung und einem Telefon kann durch Anbringen eines Steckverbinders an das Telefon hergestellt werden, um die Telefone mit der Telefonbedienvorrichtung zu verbinden, um zu den Mikrofonen der Telefone Tonpulsmuster übertragen zu können. Der gleiche Steckverbinder kann vorzugsweise auch verwendet werden, um die Tastaturfelder der Telefone für den Aufbau eines Sprachkanals mit zumindest einem der anderen Telefone zu bedienen, um die Klingeln oder Rufeinrichtungen der Telefone zum Aufbau eines Sprachkanals mit zumindest einem der anderen Telefone zu überwachen, und/oder um die Lautsprecher der Telefone auf Empfang von Beispielen eines Musters von ein anderes Telefon identifizierenden Tonpulsen zu überwachen.

Die Verbindungen zwischen einer Telefonbedienvorrichtung und vier Telefone über einen solchen Steckverbinder ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Die Bezugsziffern 21 bis 24 bezeichnen Telefone mit Mikrophonen, Tastaturen, Lautsprechern und Rufeinrichtungen oder Klingeln. In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 25 eine Telefonbedienvorrichtung, die umfaßt:

• (a) eine Anordnung 252 zum Erzeugen von Beispielen von die Telefone 21 bis 24 eindeutig identifizierenden Mustern von Tonimpulsen für die Übertragung durch die Mikrophone der Telefone,
• (b) eine Vorrichtung 253, um die Tastaturfelder der Telefone 21 bis 24 zu bedienen,
• (c) eine Vorrichtung 254, um die Lautsprecher der Telefone 21 bis 24 für den Empfang von Beispielen von von anderen Telefonen über den Sprachkanal zum Testen übermittelten Tonpulsmustern zu überwachen, und
• (d) eine Vorrichtung 255, um die Rufeinrichtungen oder Klingeln der Telefone 21 bis 24 zu überwachen.

Das Bezugszeichen 25a bezeichnet die Leitungen zwischen den Telefonen und der Telefonbedienvorrichtung, über die Signale von den Rufvorrichtungen der Telefone übertragen werden, 25b bezeichnet solche Leitungen, über die Signale von den Lautsprechern der Telefonen übertragen werden, 25c bezeichnet solche Leitungen, über die Signale zu den Tastaturfeldern der Telefone übertragen werden und Bezugszeichen 25d schließlich bezeichnet diejenigen Leitungen zwischen den Telefonen und der Telefonbedienvorrichtung, über die Signale zu den Mikrofonen der Telefone übertragen werden.

Die Lautsprecherüberwachvorrichtung 254 schließt einen ersten Bandpaßfilter ein, der auf die Sinuswellenfrequenz der zum Sprachkanaltesten verwendeten Tonpulse eingestellt ist, und schließt einen zweiten Bandpaßfilter ein, der zum Überwachen von anderen über den Sprachkanal empfangenen Signalen verwendet werden kann, wie zum Beispiel von Nachrichten. Die Rufeinrichtung-Überwachungsvorrichtung 255 kann ebenfalls einen auf die Frequenz der Rufeinrichtungen oder Klingeln eingestellten Bandpaßfilter einschließen. Die Telefonbedienvorrichtung 25 wird durch entsprechende Hardware und Software 26 gesteuert, die auch zum Aufnehmen und Analysieren der durch die Lautsprecher- Überwachungsvorrichtung 254 empfangenen Tonpulsmuster verwendet werden kann. Die Telefonbedienvorrichtung 25 und die Hard- und Software 26 sind vorzugsweise Teil eines Air Interface and Mobile Subscriber Simulators (AIMS), der von der Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm, Schweden, bezogen werden kann.

Die Lautsprecher-Überwachungsvorrichtung 254 kann auch dazu verwendet werden, Beispiele von an einem (in anderen Beispielen auch mehreren) der Telefone 21 bis 24 empfangenen Tonpulsmustern zu lesen und den jeweiligen Ursprung der empfangenen Signale gemäß der die Telefone eindeutig identifizieren Tonpulsmustern zu bestimmen. Die Lautsprecher- Überwachungsvorrichtung 254 kann auch so verwendet werden, daß, falls ein erstes eines Beispiels von einem speziellen Tonpulsmustern nicht an dem Telefon empfangen wird, obwohl es aufgrund der zwischen dem Empfang eines vorherigen ähnlichen Beispiels verstrichenen Zeit erwartet wird, eine Warnung durch die Lautsprecher-Überwachungsvorrichtung 254 an die Hard- und Software 26 ausgegeben wird, daß der Sprachkanal zwischen den jeweiligen Telefonen unterbrochen ist. Dieses Überwachen kann weiter ausgedehnt werden, so daß, falls ein zweites Beispiel des speziellen Tonpulsmusters an dem Telefone innerhalb eines ersten vorherbestimmten Zeitraumes, beginnend von dem Zeitpunkt, an dem das erste Beispiel nicht vom Telefon empfangen wurde, empfangen wird, eine Anzeige von der Lautsprecherüberwachvorrichtung 254 an die Hard- und Software 26 ausgegeben wird, daß der Sprachkanal wieder aufgebaut wurde. Alternativ kann, falls innerhalb des zweiten vorbestimmten Zeitraumes kein Beispiel des speziellen Tonpulsmusters an dem Telefon empfangen wird, ein Signal von der Lautsprecherüberwachvorrichtung 254 an die Hard- und Software ausgegeben wird, daß die Übertragung abgebrochen wurde.

Die Telefonbedienvorrichtung 25 kann weiter so ausgelegt sein, daß, falls die Vorrichtung 253 zum Steuern der Tastaturfelder der Telefone 21 bis 24 dazu verwendet wird, eines der Telefone in Warteposition zu setzen, zum Beispiel Telefon 21, wodurch die wiederholte Übertragung von Beispielen des Musters von 21 eindeutig identifizierenden Tonpulsen unterbrochen wird. Weiter wird in diesem Fall, falls das Telefon 21 on-hold gesetzt worden ist, die Telefonbedienvorrichtung 25, die den Lautsprecher des Telefons 21 überwacht, keinen Empfang von Mustern von Tonpulsen erwarten.

Fig. 3A zeigt ein Zeitdiagramm eines Gesprächs, bei dem drei Telefone zyklisch ausgewählt werden, um die zwischen den drei Telefonen bestehenden Sprachkanäle zu testen, d. h. ein Gespräch, in dem N = 3. In Fig. 3A ist die Zeit entlang der Abszisse aufgetragen. Tx/Rx1, Tx/Rx2 und Tx/Rx3 bezeichnen jeweils die Übertragungs/Empfangsbereiche der Telefone 1, 2 und 3, welches die drei im Sprachkanaltestzyklus ausgewählten Telefone sind. Das Zeitdiagramm von Fig. 3A zeigt einen kompletten Zyklus, in dem Tx/Rx1, Tx/Rx2 und Tx/Rx3 jeweils ein Beispiel des jeweiligen Tonpulsmusters übertragen, die jeweils die Telefone 1, 2 und 3 identifizieren. Die Übertragung oder der Empfang eines Beispiels der drei verschiedenen Tonpulsmuster bei Tx/Rx1, Tx/Rx2 und Tx/Rx3 ist in Fig. 3A durch eine Wellenlinie angedeutet. Zeitabschnitte, während dessen Tx/Rx1, Tx/Rx2 oder Tx/Rx3 weder ein Beispiel der drei verschiedenen Tonpulsmuster senden oder empfangen, ist in Fig. 3A durch eine gerade Linie angedeutet.

Die Folge von Ereignissen eines kompletten Sprachkanaltestzyklus, wie in Fig. 3A gezeigt, wird nun beschrieben. Ein Beispiel 310 eines Musters von das Telefon 1 eindeutig identifizierenden Tonpulses wird von Tx/Rx1 zu Beginn des Zyklus ausgesendet. Dieses Beispiel 310 wird als 320 an Tx/Rx2 und als 330 an Tx/Rx3 nach einer Signalübertragungszeit, t_r empfangen. Dabei ist t_r die Zeit, die ein Signal benötigt, um von einem Telefon über den Sprachkanal zu dem anderen Telefon in dem Telekommunikationssystem durchgeschaltet zu werden. Im GSM- System ist t_r typischerweise 140 ms, zusammengesetzt aus 20 ms für die Kompression des Signals gemäß des GSM- Sprachkompressionsalgorithmus, 100 ms Übertragungszeit und weitere 20 ms für die Dekompression des empfangenen Signals mit dem gleichen GSM-Sprachkompressionsalgorithmus. Bei Empfang des Tonpulsmusters von Beispiel 320 an Tx/Rx2, wird das Muster gelesen, um die Quelle des Beispiels 320 als das Telefon 1 zu identifizieren und damit zu bestätigen, daß der Sprachkanal von Telefon 1 zu Telefon 2 in diesem Schritt des Zyklus intakt ist. Ähnlich wird das Tonpulsmuster von Beispiel 330 bei Empfang an Tx/Rx3 gelesen, um die Quelle des Beispiels 330 als Telefon 1 zu identifizieren und damit zu bestätigen, daß zu diesem Zeitpunkt des Zyklus der Sprachkanal von Telefon 1 zu Telefon 3 intakt ist.

In Fig. 3A bezeichnet t_s einen Sicherheitsabstand zwischen dem Ende der Übertragung oder des Empfangs eines Beispiels eines Tonpulsmusters an einem der drei Telefone und dem Beginn der Übertragung oder des Empfangs des nächsten nachfolgenden Beispiels eines Tonpulsmusters an dem gleichen Telefon. Dieser Sicherheitsabstand wird benötigt, um zu vermeiden, daß aufeinanderfolgende Beispiele von Tonpulsmustern miteinander interferieren, und wird zum Testen der Sprachkanäle im GSM-System vorzugsweise größer oder gleich 100 ms gesetzt. Daher wird nach dem Ende des Empfangs von Beispiel 330 an Tx/Rx3 und nach dem Ende eines solchen Sicherheitsabstandes t_s ein Beispiel 340 eines eindeutig das Telefon 3 identifizierenden Tonpulsmusters von Tx/Rx3 übertragen. Dieses Beispiel 340 wird als 350 an Tx/Rx2 und als 360 an Tx/Rx1 nach der Signalübertragungszeit t_r empfangen. Nach Empfang an Tx/Rx2 wird das Muster von Tonpulsen des Beispiels 350 gelesen, um die Quelle des Beispiels 350 als das Telefon 3 zu identifizieren, und somit zu bestätigen, daß zu diesem Zeitpunkt des Zyklus der Sprachkanal von Telefon 3 zu Telefon 2 intakt ist. Ähnlich wird das Muster von Tonpulsen von Beispiel 360 nach Empfang an Tx/Rx1 gelesen, um die Quelle des Beispiels 360 auch als Telefon 3 zu identifizieren, und somit zu bestätigen, daß zu diesem Zeitpunkt des Zyklus der Sprachkanal von Telefon 3 zu Telefon 1 intakt ist.

Nach dem Ende des Empfangs von Beispiel 350 an Tx/Rx2 und nach dem Ende eines weiteren Sicherheitsabstands f_s wird ein Beispiel 370 eines das Telefon 2 eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters von Tx/Rx2 gesendet. Dieses Beispiel 370 wird als 380 an Tx/Rx1 und als 390 an tx/Rx3 nach der Signalübertragungszeit t_r empfangen. Nach dessen Empfang an Tx/Rx1 wird das Beispiel des Tonpulsmusters 380 gelesen, um die Quelle des Beispiels 380 als das Telefon 2 zu identifizieren, und somit zu bestätigen, daß zu diesem Zeitpunkt des Zyklus der Sprachkanal von Telefon 2 zu Telefon 1 intakt ist. Ähnlich wird das Muster von Tonpulsen von Beispiel 390 nach Empfang an Tx/Rx3 gelesen, um die Quelle des Beispiels 390 auch als Telefon 2 zu identifizieren und damit zu bestätigen, daß zu diesem Zeitpunkt des Zyklus der Sprachkanal von Telefon 2 zu Telefon 3 intakt ist. Dies vervollständigt die Beschreibung eines kompletten Sprachkanal-Testzyklus, wie in Fig. 3A gezeigt, bei dem alle 6 der Sprachkanäle zwischen den Telefonen 1, 2 und 3 getestet werden.

Fig. 3A zeigt lediglich einen Zyklus einer sich wiederholenden Sequenz, bei der die drei Telefone im Gespräch zyklisch in der Reihenfolge 3, 2, 1, 3, 2, 1 . . . ausgewählt werden, um wiederholt die jeweiligen Beispiele der jeweiligen die drei Telefone identifizierenden Tonpulsmuster zu übertragen. Für einen N Telefone einbeziehenden Sprachkanaltestzyklus, wobei alle Telefone über Sprachkanäle miteinander verbunden sind, ist die Gesamtanzahl von Sprachkanälen, die im Zyklus getestet werden müssen, N² - N. Von diesen werden N - 1 Sprachkanäle zwischen den N Telefonen pro übertragenes Beispiel von jedem der N verschiedenen Muster von Tonpulsen getestet. Somit werden in dem in Fig. 3A gezeigten Fall, bei dem N = 3, und alle der drei einbezogenen Telefone über Sprachkanäle miteinander verbunden sind, pro übertragenem Beispiel von Tonimpulsmustern zwei Sprachkanäle getestet, so wie es oben beschrieben ist. Der Maximalwert von N² - N beim im Sprachkanaltestzyklus zu testenden Sprachkanälen ergibt sich bei maximalem Anschluß von allen in das Sprachkanaltesten einbezogenen Telefonen über Sprachkanäle. Der tatsächliche Wert der Gesamtzahl von zu testenden Sprachkanälen kann kleiner als dieser Maximalwert sein, abhängig davon, wie die Telefone miteinander verbunden sind. Zum Beispiel ist bei einem drei Telefone einbeziehenden Sprachkanaltestzyklus, nämlich Telefon 4, Telefon 5 und Telefon 6, wobei Telefon 4 mit Telefon 5 über einen Sprachkanal und vice versa Telefon 5 mit Telefon 4, Telefon 4 mit Telefon 6 über einen Sprachkanal und vice versa Telefon 6 mit Telefon 4 verbunden sind, wobei jedoch keine Verbindung zwischen Telefon 5 und Telefon 6 über einen Sprachkanal besteht, die Gesamtzahl von pro Zyklus zu testenden Sprachkanälen 4 und nicht der Maximalwert von 6.

Die Zeit zwischen dem Übertragen eines Beispiels eines ein Telefon identifizierenden Tonpulsmusters und dem nächsten nachfolgenden Beispiel des das gleiche Telefon identifizierenden Tonpulsmusters ist durch NΔt gegeben. Dabei ist Δt die Zeitdifferenz zwischen dem Auswählen des einen Telefons in dem Sprachkanaltestzyklus (z. B. Telefon 1 in Fig. 3a) zum Übertragen eines dieses Telefon identifizierenden Beispiels eines Tonpulsmusters und dem Auswählen des nächsten nachfolgenden Telefons in dem Sprachkanaltestzyklus (z. B. Telefon 3 in Fig. 3a), um ein Beispiel eines dieses nächsten, nachfolgenden Telefon identifizierenden Tonpulsmusters zu übertragen. Die Frequenz f der wiederholten Übertragung von speziellen verschiedene Telefone eindeutig identifizierenden Tonpulsmustern während des Sprachkanaltestzyklus ist daher gegeben durch:

f = 1 / NΔt

Es ist offensichtlich erwünscht, daß, falls die Zahl N von während eines Sprachkanaltestzyklus ausgewählten Telefonen erhöht wird, die Übertragungswiederholungsfrequenz f nicht zu niedrig wird, da andernfalls das Testen eines speziellen Sprachkanals im Sprachkanaltestzyklus nicht oft genug auftritt, wie es in dem speziellen Sprachkanal zum Feststellen von Unterbrechungen mit hoher Wahrscheinlichkeit nötig ist. Δt wird daher vorzugsweise so gewählt, daß es beim GSM-System einen Wert kleiner oder gleich 500 ms hat.

Mit den oben gegebenen Werten für die Zeitdifferenz Δt zwischen aufeinander folgenden Übertragungen von Beispielen von Tonpulsmustern, der Übertragungszeit t_r und des Sicherheitsabstandes t_s, ist es möglich, einen Maximalwert für die gesamte Dauer S eines Tonpulsmusters zur Benutzung beim Sprachkanaltesten im GSM-System zu berechnen. Damit:

S ≦ Δt - (t_r + t_s)

Daraus folgt S ≦ 260 ms.

Offensichtlich wird, falls Δt einen anderen als den oben erwähnten Wert von 500 ms hat, der Maximalwert von S dementsprechend erhöht oder erniedrigt sein. Ähnlich wird, falls die Signalübertragungszeit t_r erhöht oder erniedrigt wird, oder falls der Sicherheitsabstand t_s von dem oben gegebenen Wert von 100 ms abweicht, der Maximalwert von S entsprechend erhöht oder erniedrigt sein.

Der Maximalwert für die Gesamtdauer S eines Tonpulsmusters legt den zum Testen von Sprachkanälen im GSM-System verwendbaren Tonpulsmustern eine Beschränkung auf. Eine zweite Beschränkung wird den verwendbaren Tonpulsmustern durch die Art der im GSM-System verwendeten Sprachkompression auferlegt. Diese reduziert eine Eingabedatenrate von 64 Kb/s zu einer 16 Kb/s Rate für den Datentransfer über einen Sprachkanal zwischen zwei Telefonen. Ein für die Übertragung über einen Sprachkanal komprimiertes Signal wird nachfolgend beim Empfang gemäß des gleichen Sprachkompressionsalgorithmus dekomprimiert. Daher sollte ein einzelner Puls eines zum Testen von Sprachkanälen im GSM-System verwendeten Musters eine Dauer d von < 20 ms haben, andernfalls riskiert man, daß ein solcher Tonpuls vom GSM Kompressions- und Dekompressionsvorgang während der Übertragung eines Musters vollständig entfernt wird. Zusätzlich sollte jede Ruheperiode zwischen zwei in einem solchen Muster aufeinander folgenden Tonpulsen eine Dauer p von größer oder gleich 50 ms haben, um zu vermeiden, daß aufeinanderfolgende Tonpulse durch den Sprachkompressionsalgorithmus zu einem einzigen Puls verschmolzen werden. Eine dritte Beschränkung wird den zum Sprachkanaltesten im GSM-System verwendbaren Tonpulsmustern auferlegt, dadurch, daß eine ausreichende Zahl von verschiedenen Tonpulsmustern zur Verwendung zum Sprachkanaltesten zur Verfügung stehen soll. Ob oder ob nicht diese dritte Anforderung erfüllt werden kann, hängt von der zum Sprachkanaltesten erforderlichen Anzahl von verschiedenen Tonpulsen ab, mit anderen Worten, von dem Wert von N. Je niedriger der Wert N ist, desto leichter ist es, diese dritte Anforderung zu erfüllen, während ebenfalls die erste und zweite oben beschriebene Anforderung erfüllt wird.

Es ist weiterhin vorzuziehen, daß die zum Erzeugen des Tonpulsmusters verwendete Frequenz einer Sinusschwingung unterhalb der oberen Begrenzung der Bandbreite des Übertragungskanals ist. Weiterhin, da die in Telekommunikationssystemen wie GSM verwendeten Sprachkompressionsalgorithmen Gleichsignal/Niederfrequenzsignalanteile unterdrücken, ist es erwünscht, daß die Frequenz der Sinusschwingung oberhalb eines gewissen unteren Werts liegt. In einem GSM- Telekommunikationssystem ist eine bevorzugte Bandbreite der Sinusschwingung 300 Hz bis 1,33 KHz.

Darüber hinaus, da Linear Predictive Coding (LPC) in GSM- Systemen zur Sprachkomprimierung verwendet wird, ist es erwünscht, daß die Dauer der Tonpulse länger als die Weite des für den Codierungsalgorithmus verwendeten Codefensters ist.

Die Fig. 3b bis 3f zeigen schematisch fünf alternative Anordnungen zur Erzeugung von Tonpulsmustern zur Übertragung beim Sprachkanaltesten. In den Fig. 3b bis 3f bezeichnet die Bezugsziffer 30 eine zahlenerzeugende Einheit, zur Erzeugung einer sich an einem parallelen Ausgang wiederholenden Sequenz von verschiedenen binären Zahlen. Jede verschiedene binäre Zahl kann somit verwendet werden, ein bestimmtes der in das Sprachkanaltesten einbezogenen Telefone eindeutig zu identifizieren. Die zahlenerzeugende Einheit 30 kann zum Beispiel mit einem Schieberegister mit einer Frequenz von 1/Δt getakteten D-Flip-Flops aufgebaut sein, das N verschiedene mögliche binäre Zahlen an seinem Ausgang erzeugt, wobei Δt und N die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben haben. Die Bezugsziffer 31 in den Fig. 3b bis 3f bezeichnet einen asynchronen Empfänger/Sender (UART), der den parallelen Ausgang der Zahlen erzeugenden Einheit 30 in einen seriellen Strom von binären Zahlen (oder Bitstrom) umwandelt. Die Referenzziffer 32 bezeichnet einen Sinuswellengenerator, der in Antwort auf eine Hochniveau- Eingabe eine Sinuswellenausgabe erzeugt und keine Ausgabe in Antwort auf eine Niedrigniveau-Eingabe erzeugt. Die Referenzziffer 33 bezeichnet einen Modulierer/Demodulierer (oder Modem), das eine monofrequente Trägerwelle in Antwort auf eine Bitstromeingabe moduliert. Die Bezugsziffer 34 bezeichnet einen bilateralen analogen Schalter, dessen Amplitude ein monofrequentes Trägersignal in Antwort auf eine Bitstromeingabe moduliert.

Der Aufbau und der Betrieb der fünf alternativen, in den Fig. 3b bis 3f gezeigten Anordnungen zum Erzeugen von Tonpulsmustern wird im folgenden beschrieben.

In der Anordnung in Fig. 3b liefert die zahlenerzeugende Einheit 30 eine wiederholende Sequenz von verschiedenen Binärzahlen zum Eingang des UART 31. Die Ziffern jeder verschiedenen binären Zahl werden parallel an den UART 31 geliefert, der jede so erhaltene binäre Zahl in einen seriellen Bitstrom umwandelt. Dieser serielle Bitstrom wird dann an den Eingang des Modems 33 geliefert, das eine monofrequente Trägerschwingung in Antwort auf den so empfangenen Bitstrom moduliert. Die durch das Modem 33 erzeugte frequenzmodulierte Ausgabe wird nachfolgend durch einen Telefonauswähler (nicht gezeigt) zu den von dem Telefonauswähler für die Übertragung der frequenzmodulierten Ausgabe über die zwischen den Telefonen auf die mit Bezug auf Fig. 3a beschriebene Weise aufgebauten Sprachkanäle zyklisch ausgewählten Telefonen geleitet.

Der Telefonauswähler und die Zahlenerzeugende Einheit 30 werden mit einer Frequenz von 1/Δt getaktet, so daß aufeinanderfolgende, von dem Modem 33 ausgegebenen Tonpulsmuster, zyklisch mit einer Frequenz f zu den in den Sprachkanaltestzyklus einbezogenen Telefonen geleitet werden, um Beispiele eines bestimmten, einer von der zahlenerzeugenden Einheit 30 erzeugten binären Zahl entsprechenden Tonpulsmusters zu übertragen.

Die in Fig. 3b gezeigte Anordnung zum Erzeugen von Tonpulsmustern ist für die Verwendung zum Sprachkanaltesten im GSM-System nicht gut geeignet, da die vom Modem 33 aus gegebenen und vom Telefonauswähler zu den Telefonen geleiteten frequenzmodulierten Muster von Tonpulsen nicht die oben beschriebene erste und zweite Bedingung des GSM-Systems erfüllen. Darüberhinaus verändert die Komprimierung und die nachfolgende Dekomprimierung eines Signals im GSM-System die Frequenzen und das Timing des Signals, so daß, obwohl unhörbar für das menschliche Ohr, ein eine binäre Zahl eindeutig repräsentierender Bitstrom, falls frequenzmoduliert, gemäß des GSM-Sprachkompressions- Algorithmus für die Übertragung komprimiert, und bei Empfang dekomprimiert und nachfolgend demoduliert, einen Reihe von verschiedenen, verschiedene binäre Zahlen repräsentierenden Bitströme zur Folge haben wird. Mit anderen Worten, wird die eins-zu-eins Beziehung zwischen den binären Zahlen und den Telefonen aufgrund der Übertragung zerstört, so daß es nicht länger möglich ist, die Quelle eines Beispiels eines Musters von Tonpulsen bei Empfang zu identifizieren, und somit zu bestätigen, daß ein bestimmter Sprachkanal intakt ist.

Bei der in Fig. 3c gezeigten Anordnung ist die zahlenerzeugende Einheit 30 und der UART 31 auf die gleiche Weise aufgebaut und betrieben, wie in der Anordnung von Fig. 3b. Jedoch wird in der Anordnung von Fig. 3c der von dem UART 31 ausgegebene serielle Bitstrom statt dessen zum Eingang eines bilateralen analogen Schalters 34 geleitet. Der Sinuswellen-Generator 32 erzeugt eine konstante Sinuswellen- Ausgabe in Antwort auf eine konstante Hochniveau-Eingabe. Diese Sinuswellen-Ausgabe wird an einen Eingang des bilateralen analogen Schalters 34 geführt, der diese Sinuswellen-Eingabe in Antwort auf den von der UART 31 erhaltenen Bitstrom amplitudenmoduliert. Die von dem bilateralen analogen Schalter 34 erzeugte amplitudenmodulierte Ausgabe wird nachfolgend durch einen Telefonauswähler (nicht gezeigt) auf ähnliche Weise wie die mit Bezug auf Fig. 3b oben beschriebene, geleitet. Obwohl die amplitudenmodulierte Bitstrom-Ausgabe der Anordnung von Fig. 3c die zweite vom GSM-System oben beschriebene Bedingung erfüllen kann, indem jedem ein Bit des Bitstroms repräsentierender Tonpuls eine Mindestdauer von 25 ms gegeben wird und indem aufeinanderfolgende Tonpulse durch eine Ruheperiode mit einer Mindestdauer von 50 ms getrennt sind, kann die oben beschriebene erste Bedingung des GSM-Systems nur durch ein Muster von drei Bits oder weniger repräsentierenden Tonpulsen erfüllt werden. Dies ergibt sich daraus, daß die maximale gesamte Dauer eines Tonpulsmusters gemäß der ersten Bedingung des GSM-System 260 Millisekunden ist, wohingegen drei Tonpulse einer Dauer von 25 Millisekunden, die durch zwei Ruheperioden von 50 Millisekunden getrennt sind, eine Gesamtdauer für das Muster von Tonpulsen von 225 Millisekunden ergeben. Die Anführung eines vierten ein viertes Bit repräsentierenden Tonpulses und einer dritten Ruheperiode würde zu einem Dreitonpulsmuster zusätzliche 75 ms zu der Gesamtdauer des Tonpulsmusters hinzufügen, und damit die erste Bedingung verletzen. Demgemäß kann die dritte oben beschriebene Bedingung des GSM-Systems nur für n ≦ 8 erfüllt werden, da es acht mögliche drei-bit binäre Zahlen gibt, da 2³ = 8.

Eine mögliche Anordnung, um den Maximalwert von N auf über acht zu erhöhen, ist in Fig. 3d gezeigt. In dieser Anordnung ist der parallele Ausgang der zahlenerzeugenden Einheit 30 parallel einer Vielzahl von Sinuswellen-Generatoren 32 zugeführt (z. B. 5 Sinuswellen-Generatoren, wie in Fig. 3d gezeigt), die jeweils Ausgänge mit jeweils verschiedenen Sinuswellen-Frequenzen, f1, f2, f3, f4 und f5 haben. Die Sinuswellen-Ausgänge dieser Sinuswellen-Generatoren können verwendet werden, um mit fünf verschiedenen Frequenzen gleichzeitig Tonpulse mit einer Dauer von 25 ms bis 260 ms zu erzeugen (und damit die erste und die zweite Bedingung des GSM-Systems erfüllen), die nachfolgend durch einen Telefonauswähler (nicht gezeigt) auf ähnliche Weise, wie mit Bezug auf Fig. 3d beschrieben, geleitetet werden.

Da die so erzeugten Tonpulse gleichzeitig mit verschiedenen Frequenzen übertragen werden, könnten sie prinzipiell verwendet werden, Tonpulsmuster zu erzeugen, die in binäre Zahlen mit bis zu fünf Bits repräsentieren. Dieses würde die maximale Zahl von N auf 2⁵ = 32 erhöhen. Jedoch ist die Bandbreite zur Übertragung von Signalen über einen Sprachkanal im GSM-System relativ schmal, was bedeutet, daß die Frequenzen f1, f2, f3, f4 und f5 alle relativ nah beieinander gehalten werden müssen, damit sie in das Band hineinpassen. Und wie es bereits erwähnt wurde, verändert der Sprachkompressions-Algorithmus des GSM-Systems die Frequenzen eines übertragenen Signals sowohl während der Kompression als auch während der nachfolgenden Dekompression. Demgemäß werden, falls die Frequenzen f1, f2, f3, f4 und f5 zu nahe zueinander gebracht werden, die zu diesen verschiedenen Frequenzen übertragenen Tonpulse sich überlappen und entweder während der Sprachkompression, während der nachfolgenden Sprachdekompression oder während beiden gemischt werden. Es wurde herausgefunden, daß, um dieses Vermischen der Tonpulse zu verhindern, die maximale Anzahl von verschiedenen Frequenzen, mit denen Tonpulse innerhalb der im GSM zur Verfügung stehenden Bandbreite übertragen werden können, nicht größer als die Zahl von Bits ist, die mit dem durch die Anordnung von Fig. 3c erzeugten amplitudenmodulierten Tonpulsmustern erzeugt werden kann. Die Anordnung von Fig. 3d kann daher ebenfalls nur bis zu einem maximalen Wert von N = 8 zum Sprachkanaltesten im GSM-System verwendet werden.

In den Anordnungen der Fig. 3e und 3f sind die zahlenerzeugende Einheit 30 und der UART 31 aus Einfachheitsgründen durch einen einzigen Kasten repräsentiert. In Fig. 3e arbeiten die zahlenerzeugende Einheit 30 und der UART 31, um einen Bitstrom zu dem Sinuswellen-Generator 32 zu leiten, der einen Sinuswellen- Tonpuls in Antwort auf eine Hochniveau-Eingabe von der UART 31 erzeugt. Die Dauer eines jeden Tonpulses wird konstant gehalten, aber die in dem Bitstrom enthaltene Information wird durch Verändern der Übertragungszeit t zwischen aufeinanderfolgenden Tonpulsen des Musters in ein Tonpulsmuster codiert. Auf diese Weise können Werte von N ≦ 8 für Sprachkanaltesten im GSM-System codiert werden. Dies kommt daher: (a) jeder Tonpuls des Musters muß eine Mindestdauer von 20 Millisekunden haben, um nicht vom GSM Sprachkompressions-Algorithmus entfernt zu werden, wobei jedoch aus Sicherheitsgründen häufig, wie auch im Folgenden vorzugsweise 25 ms für die Mindestdauer gewählt werden; (b) jede Ruheperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tonpulsen des Musters muß eine Mindestdauer von 50 Millisekunden haben, um zu verhindern, daß zwei aufeinanderfolgende Tonpulse durch den Sprachkompressions-Algorithmus in einen einzigen Puls verschmolzen werden. Somit wird es möglich, ein Maximum von 3 Pulsen während der Maximalzeit von 260 Millisekunden für die Gesamtdauer des Musters zu übertragen; und (c), jede Ruheperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tonpulsen des Musters sollte eine Dauer eines ganzen Vielfachen der Mindestdauer einer Ruheperiode haben, und erlaubt somit acht verschiedene Muster von Tonpulsen, nämlich ein Muster eines einzigen Pulses, vier verschiedene Muster von zwei durch eine Ruheperiode getrennten Pulsen und drei verschiedene Muster von drei Pulsen mit zwei Ruheperioden dazwischen. In Fig. 3f ist die Übertragungszeit t jedes Tonpulses konstant auf einen Wert t = T gehalten, jedoch wird die in dem von dem UART 31 an den Sinuswellen-Generator 32 übertragenen Bitstrom enthaltene Information durch Verändern der Dauer der Tonpulse des Musters zwischen einem ersten Wert t₀, der ein 0-Bit repräsentiert und einem zweiten Wert t₁, der ein 1-Bit repräsentiert, in ein Tonpulsmuster codiert. Auf diese Weise können Werte von N ≦ 8 zum Sprachkanaltesten im GSM-System codiert werden. Dies ergibt sich daraus: (a) t₁ muß ≧ 20 Millisekunden sein, so daß Pulse mit einer Dauer t₀ nicht durch den GSM-Sprachkompressions-Algorithmus entfernt werden; (b) t₁ muß ≧ t₀ + 20 Millisekunden sein, so daß Pulse einer Dauer t₁ von Pulsen einer Dauer t₀ unterscheidbar bleiben, was zur Folge hat, daß t₁ ≧ 50 Millisekunden sein muß; und (c) T muß ≧ t₁ + 50 Millisekunden sein, so daß Pulse einer Dauer t₁ nicht mit nachfolgenden Pulsen verschmolzen werden, was zur Folge hat, daß T ≧ 100 Millisekunden sein muß, womit ein Maximum von drei Pulsen einer Gesamtdauer von 2 T + t₁ ≧ 250 Millisekunden für die Übertragung während der maximalen Gesamtzeit S eines einzelnen Musters von Tonpulsen von 260 Millisekunden erlaubt sind, und acht verschiedene Tonpulsmuster möglich sind, da, wie bereits oben erwähnt, acht drei-Bit binäre Zahlen mit 2³ = 8 möglich sind.

Es wird weiter erwähnt, daß bei den Anordnungen der Fig. 3e und 3f die vom Sinuswellen-Generator 32 erzeugten Tonpulsmuster nachfolgend durch einen Telefonauswähler (nicht gezeigt), auf ähnliche Weise wie mit Bezug auf Fig. 3f beschrieben, geleitet werden. Dies vervollständigt die Beschreibung des Aufbaus und des Betriebs der fünf alternativen, in den Fig. 3b bis 3f gezeigten Anordnungen zum Erzeugen von Tonpulsmustern.

Die Gesamtzahl von zum Sprachkanaltesten verfügbaren Tonpulsmustern kann wirksam durch die Kombination des in Bezug auf Fig. 3e beschriebenen Abstandansatzes mit dem mit Bezug auf Fig. 3f beschriebenen Pulsdaueransatzes erhöht werden.

Fig. 4 zeigt schematisch ein Alphabet von 36 verschiedenen Tonpulsmustern 401 bis 417 und 419 bis 437, die auf diese Weise abgeleitet wurden, wobei jeder Tonpuls eine Dauer gleich eines ganzzahligen Vielfachen von 30 ms hat, jede Ruheperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tonpulsen eine Dauer von einem Vielfachen von 50 ms hat, und die Unterteilung auf der Achse in Fig. 4 ein Intervall von 10 Millisekunden repräsentiert. Fig. 4 zeigt auch, wie dieses "Alphabet" von 36 verschiedenen Tonpulsmustern durch Addieren von weiteren unterschiedlichen Mustern eines einzelnen Pulses wie des Tonpulsmusters 418 erweitert werden kann, indem einzelne Pulse eine längere Dauer als die einzelnen Pulse der Muster 401 bis 404 haben und davon unterscheidbar sind. Auf diese kann die Gesamtzahl von für Sprachkanaltesten zu Verfügung stehende Zahl von verschiedenen Tonpulsen auf 40 oder mehr erhöht werden. Das in Fig. 4 gezeigte "Alphabet" von Tonpulsmustern zeigt damit ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von Tonpulsmustern zur Benutzung mit dem auf das GSM-System angewendeten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, da die in Fig. 4 dargestellten Tonpulsmuster die erste und zweite durch das GSM-System auferlegte, oben beschriebenen Bedingungen und auch die dritte durch das GSM-System für Werte von N ≦ 40 auferlegte Bedingung erfüllen.

Im GSM-System werden Unterbrechungen eines Sprachkanals von bis zu 8 bis 16 Sekunden (abhängig von den Umständen) toleriert, ohne daß der Sprachkanal abgebrochen wird. Dies erlaubt, wirklichkeitsnahe Situationen, in denen eine zeitweilige Unterbrechung eines Sprachkanals bewirkt wird, z. B. beim Passieren eines der über den Sprachkanal verbundenen Telefone unter einer Brücke oder durch einen Tunnel. Der erste und zweite oben beschriebene vorbestimmte Zeitabschnitt wird daher vorzugsweise so gewählt werden, daß er gerade weniger oder gerade größer ist, mit anderen Worten ungefähr gleich der Maximaldauer einer vom GSM-System in einem Sprachkanal tolerierten Unterbrechung, ohne daß der Sprachkanal abgebrochen wird. Für den ersten und zweiten vorherbestimmten Zeitabschnitt wird daher vorzugsweise 8/f gewählt, wobei f die gleiche Bedeutung wie zuvor hat.

Das Sprachkanaltestverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann damit zum Testen von Sprachkanälen einer Vielzahl von Telekommunikationssystemen angepaßt werden, speziell jedoch, um Sprachkanäle im GSM-System zu testen.

Für einfache Referenz wird her eine alphabetische Liste der in der vorliegenden Beschreibung und Ansprüchen verwendeten römischen und griechischen Symbole gegeben:

f Wiederholungsfrequenz zum Übertragen von aufeinanderfolgenden Beispielen eines ein Telefon eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters;
d_i jeweilige Dauer des i-ten Sinuswellentonpulses;
Δt Zeitdifferenz zwischen dem zyklischen Auswählen eines Telefons, um ein dieses Telefon eindeutig identifizierendes Tonpulsmuster zu übertragen, und dem Auswählen des nächsten Telefons im Zyklus, um ein Beispiel des das nächste nachfolgende Telefon eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters zu übertragen;
i die Anzahl der Sinuswellentonpulse in einem einzigen Muster von Tonpulsen;
j die Anzahl von Ruheperioden in einem einzelnen Tonpulsmuster;
N die Anzahl von zyklisch ausgewählten Telefonen, um aufeinanderfolgend Beispiele von jeweiligen die jeweiligen Telefone im Zyklus eindeutig identifizierenden Tonpulsmustern zu übertragen;
p_j die jeweilige Dauer der j-ten Ruheperiode; S Gesamtdauer eines einzelnen Tonpulsmusters;
S_id_i die Summe der Dauern von Sinuswellentonpulsen in einem einzelnen Tonpulsmuster;
S_jp_j die Summe der Dauern von Ruheperioden in einem einzelnen Tonpulsmuster;
t_d Minimaldauer eines Sinuswellentonpulses;
t_p Minimaldauer einer Ruheperiode;
t_r die Durchschaltzeit für die Übertragung eines Beispiels eines Tonpulsmusters von einem Telefon zu einem anderen Telefon;
t_s Sicherheitsabstand zwischen dem Ende der Übertragung eines Beispiels eines Tonpulsmusters an ein Telefon, und dem Beginn einer Übertragung oder eines Empfangs des nächsten, nachfolgenden Beispiels eines Tonpulsmusters an dem gleichen Telefon.

Es wird darauf hingewiesen, daß alle hier benutzten Bezugszeichen den Umfang der Ansprüche nicht beschränken.

Claims (19)

1. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystems, wobei der Sprachkanal Sprachkompression und Sprachdekompression einschließt, die Schritte umfassend:

• - Aufbau eines Sprachkanals einschließlich Sprachkompression und Sprachdekompression zwischen einem ersten Telefon und einem zweiten Telefon, die beide in ein Gespräch zwischen zumindest zwei Telefonen einbezogen sind;
• - Kodieren von das erste Telefon eindeutig identifizierender Information in ein Muster von Tonpulsen;
• - Wiederholtes Übertragen von Beispielen des Tonpulsmusters von dem ersten Telefon mit einer Übertragungswiederholfrequenz; und
• - Überwachen des zweiten Telefons auf Empfang von zumindest einem der Beispiele der Tonpulsmuster am zweiten Telefon über den zwischen dem ersten und zweiten Telefon aufgebauten Sprachkanal.

2. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Telefon zyklisch aus einer Vielzahl von Telefonen im Gespräch ausgewählt wird, so daß die Übertragungswiederholfrequenz f durchf = 1/NΔt gegeben ist, wobei N die Gesamtzahl der pro Zyklus ausgewählten Telefone ist und Δt eine vorherbestimmte Zeitdifferenz zwischen der Auswahl eines Telefons im Zyklus als das erste Telefon, und dem Auswählen des nächsten, nachfolgenden Telefons in dem Zyklus als das erste Telefon.

3. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 2, wobei die vorherbestimmte Zeitdifferenz 500 ms ist.

4. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Beispiele des am zweiten Telefon empfangenen Tonpulsmusters gelesen wird, um das erste Telefon an dem zweiten Telefon zu identifizieren.

5. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß, falls ein erstes der von dem ersten Telefon übertragenen Beispiele von Tonpulsmustern an dem zweiten Telefon während des Überwachungsschritts nicht empfangen wird, eine Warnung ausgegeben wird, daß der Sprachkanal zwischen dem ersten und zweiten Telefon unterbrochen wurde.

6. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, falls ein zweites Beispiel der von dem ersten Telefon übertragenen Tonpulsmuster von dem zweiten Telefon während des Überwachungsschritts innerhalb eines ersten vorherbestimmten Zeitabschnitts, beginnend, wenn das erste Beispiel am zweiten Telefon nicht empfangen wurde, empfangen wird, eine Anzeige ausgegeben wird, daß der Sprachkanal zwischen dem ersten und zweiten Telefon wiederhergestellt wurde.

7. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß, falls kein Beispiel des von dem ersten Telefon übertragenen Tonpulsmusters am zweiten Telefon während des Überwachungsschritts innerhalb eines zweiten vorherbestimmten Zeitabschnitts, beginnend, wenn das erste Beispiel nicht an dem zweiten Telefon empfangen wurde, empfangen wird, eine Anzeige ausgegeben wird, daß das zweite Telefon von dem ersten Telefon abgeschnitten wurde.

8. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 6 oder 7, worin die erste und/oder die zweite vorbestimmte Zeitperiode gleich 8/f ist, wobei f die Übertragungswiederholfrequenz ist.

9. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, worin, falls das erste Telefon in Warteposition gesetzt wird, der wiederholte Übertragungsschritt unterbrochen wird.

10. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, worin, falls das zweite Telefon in Warteposition gesetzt wird, der Überwachungsschritt unterbrochen wird.

11. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, worin der wiederholte Übertragungsschritt für zumindest 23 Stunden durchgeführt wird.

12. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - Sinuswellentonpulse zum Erzeugen des Tonpulsmusters verwendet werden;
• - Linear Predictive Coding (LPC) zur Sprachkompression verwendet wird; und
• - die Dauer der verwendeten Sinuswellentonpulse länger als das für Linear Predictive Coding verwendete Codefenster ist.

13. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Telekommunikationssystem ein GSM-System ist und wobei das Tonpulsmuster umfaßt:

• - i Sinuswellentonpulse, jeder mit einer jeweiligen Dauer d_i gleich einem ganzzahligen Vielfachen eines ersten Zeitintervalls, t_d ≧ 25 ms und
• - j Ruheperioden, jede mit einer jeweiligen Dauer gleich einem ganzzahligen Vielfachen eines zweiten Zeitintervalls t_p ≧ 50 ms,
• - wobei i ≧ l und j ≧ 0; i, j ε (ganze Zahlen), so daß die Gesamtdauer S des TonpulsmustersS = S_id_i + S_jp_jist, so daß:S ≦< 260 ms,wobei S_id_i die Summe der Dauern der Sinuswellentonpulse und S_jp_j die Summe der Dauern der Ruheperioden der Tonpulsmuster ist.

14. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 13, wobei das erste Zeitintervall t_d < 20 ms ist.

15. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 13, wobei das erste Zeitintervall T_d 30 ms ist, das zweite Zeitintervall t_p 50 ms und die Gesamtdauer S des Tonpulsmusters 250 ms ist.

16. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zum Erzeugen der Tonpulse verwendeten Sinusschwingung unterhalb der oberen Begrenzung der Bandbreite des Übertragungskanals ist.

17. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der zum Erzeugen eines Tonpulses verwendeten Sinusschwingung zwischen 300 Hz und 1,33 kHz liegt.

18. Verfahren zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung eines Musters (401 bis 417, 419 bis 437) von Pulsen, wobei jeder Puls des Musters eine Dauer gleich eines ganzzahligen Vielfachen von 30 ms und jede Ruheperiode zwischen zwei aufeinander folgenden Pulsen des Musters eine Dauer gleich einem ganzzahligen Vielfachen von 50 ms hat.

19. Vorrichtung zum Testen eines Sprachkanals in einem Telekommunikationssystem, wobei der Sprachkanal Sprachkompression und Sprachdekompression einschließt, umfassend:

• - eine Vorrichtung zum Aufbau eines Sprachkanals zwischen einem ersten Telefon und einem zweiten Telefon, die beide in ein Gespräch zwischen zumindest zwei Telefonen einbezogen sind;
• - eine Tonpuls-Erzeugungsvorrichtung für die Erzeugung eines das erste Telefon eindeutig identifizierenden Tonpulsmusters und wiederholtes Übertragen der Beispiele des Tonpulsmusters von dem ersten Telefon mit einer Übertragungswiederholfrequenz; und
• - eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des zweiten Telefons für den Empfang zumindest eines Beispiels des Tonpulsmusters am zweiten Telefon über den zwischen dem ersten und zweiten Telefon aufgebauten Sprachkanal.