DE19906223B4

DE19906223B4 - Method and radio communication system for voice transmission, in particular for digital mobile communication systems

Info

Publication number: DE19906223B4
Application number: DE1999106223
Authority: DE
Inventors: Varga Dr. Imre
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: WO2000049757A1; DE19906223A1

Abstract

Verfahren zur Sprachübertragung in einem Funkkommunikationssystem, insbesondere für digitale Mobilkommunikationssysteme, unter Aufteilung der Bitrate eines Übertragungskanals auf einen Sprach- und einen Kanalcoder, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufteilung der Bitrate des Übertragungskanals auf mehrere Teilsprachcoder oder mehrere Teilsprach- und Teilkanalcoder in Abhängigkeit von den aktuellen Bedingungen des Übertragungskanals und/oder Anforderungen der Nutzer und/oder Präferenzen des Netzwerkes erfolgt und
dass die dem Sprachcoder zugeordnete Bitrate des Übertragungskanals auf das Frequenzband des Sprachsignals aufgeteilt wird.Method for voice transmission in a radio communication system, in particular for digital mobile communication systems, dividing the bit rate of a transmission channel into a voice and a channel encoder, characterized in that
that the bit rate of the transmission channel is divided into several partial language encoders or several partial language and partial channel encoders depending on the current conditions of the transmission channel and / or user requirements and / or network preferences and
that the bit rate of the transmission channel assigned to the speech encoder is divided into the frequency band of the speech signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem zur Sprachübertragung, insbesondere für digitale Mobilkommunikationssysteme, wie GSM (Global System for Mobile Communication) oder UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).The invention relates to a method and a radio communication system for voice transmission, especially for digital Mobile communication systems, such as GSM (Global System for Mobile Communication) or UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).

In digitalen Funk-Kommunikationssystemen werden bei der Übertragung von Sprache zwischen Funkstellen auf der Senderseite die analogen Sprachinformationen abgetastet und in einem Sprachcodierer in digitalcodierte Sprachinformation umgesetzt und ggf. fehlergesichert übertragen. Auf der Empfängerseite werden die empfangenen digitalen Sprachinformationen in umgekehrter Reihenfolge wieder in analoge Sprachinformationen umgewandelt.In digital radio communication systems in the transfer of speech between radio stations on the transmitter side the analog Speech information is sampled and digitally encoded in a speech encoder Voice information implemented and, if necessary, transmitted error-protected. On the receiving end the received digital voice information is reversed Sequence converted back to analog voice information.

US 5812968 beschreibt eine Vorrichtung zum Verbessern der Verbindung einer Kommunikationsverbindung, die einen variablen Vocoder hat, der die ausgehende Bitstrom-Rate so wählt, dass die Menge der zu übertragenden Informationen reduziert wird. Der variable Vocoder hat eine Anzahl von Teil-Vocodern, die jeweils verschiedene Bitstrom-Raten erzeugen und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen des ausgehenden Bitstroms von jedem Teil-Vocoder. US 5812968 describes an apparatus for improving the connection of a communication link that has a variable vocoder that selects the outgoing bit stream rate so as to reduce the amount of information to be transmitted. The variable vocoder has a number of partial vocoders, each of which generates different bit stream rates, and a selector for selecting the outgoing bit stream from each partial vocoder.

DE 19603725 A1 beschreibt ein Verfahren zur Optimierung der Übertragung von Signalen, insbesondere Videosignalen, über einen Kanal vorgegebener Kanaldatenrate nach einer Quellencodierung zur Datenreduktion und einer Kanalcodierung, bei welcher den quellencodierten Signalen Redundanz als Fehlerschutz hinzugefügt wird. Dabei wird mindestens ein Qualitätsparameter der übertragenen und decodierten Signale gemessen. In Abhängigkeit vom gemessenen Qualitätsparameter wird das Verhältnis zwischen der Quellgenauigkeit der Quellencodierung und der hinzugefügten Redundanz im Sinne einer Optimierung der Übertragung verändert. DE 19603725 A1 describes a method for optimizing the transmission of signals, in particular video signals, via a channel of predetermined channel data rate after source coding for data reduction and channel coding, in which redundancy is added to the source-coded signals as error protection. At least one quality parameter of the transmitted and decoded signals is measured. Depending on the quality parameter measured, the relationship between the source accuracy of the source coding and the added redundancy is changed in order to optimize the transmission.

US 5862178 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Sprach-Übertragung in einem Telekommunikationssystem, in welchem ein Sprach-Signal in einer kleinen Anzahl von Sprach-Kodier-Bits mit einer Sprach-Kodier-Methode komprimiert ist und die Sprach-Kodier-Bits einer Kanal-Kodierung unterworfen sind. US 5862178 describes a method and an apparatus for voice transmission in a telecommunications system in which a voice signal is compressed in a small number of voice coding bits using a voice coding method and the voice coding bits of a channel Are subject to coding.

Ziel der Spachcodierung ist es, bei möglichst kleiner Bitrate mit guter Sprachqualität zu übertragen. Zur Bewertung der Sprachqualität gibt es leider noch keine allgemein anerkannte objektive, einfache Meßmethode. Das entscheidende Kriterium ist bisher die subjektive Sprachqualität, die von einer großen Anzahl von Testpersonen in umfangreichen Hörtests anhand von speziellen Sprachproben ermittelt wird. Für die Auswahl und Bewertung eines digitalen Spachcoders sind insbesondere Fehlerraten und Fehlermuster, Komplexität, Verzögerungszeit und Bitrate wichtig.The aim of the language coding is to as small as possible Bit rate with good voice quality transferred to. To assess the speech quality Unfortunately there is no generally accepted objective, simple measuring method. The decisive criterion so far is the subjective speech quality, that of a large number by test subjects in extensive hearing tests using special Voice samples is determined. For The selection and evaluation of a digital speech encoder are special Error rates and error patterns, complexity, delay time and bit rate are important.

Für die Realisierung digitaler Sprachcoder gibt es zwei Ansätze. Zum einen die Signalformcodierung, bei der das analoge Sprachsignal „digitalisiert" und möglichst fehlerfrei beim Empfänger in ein analoges Signal umgewandelt wird. Mit einer A/D- und D/A-Wandlung und zusätzlicher Signalformcodierung ist eine relativ gute Sprachqualität bei Bitraten von ca. 16 kbit/s bis 64 kbit/s möglich. Ein Beispiel für einen Signalformcoder ist der ADPCM-Coder (ADPCM = Adaptive Pulse Code Modulation). Zum anderen kann mit sogenannten Vocodern die Bitrate deutlich bis unter 5 kbit/s reduziert werden. Das Funktionsprinzip basiert auf Modellen der Sprachentstehung. Das stimmhafte oder stimmlose Anregungssignal wird durch Resonanzen (Stimmbänder, Gaumen, Lunge, Hohlräume) „gefiltert". Es wird nicht das Signal an sich, sondern es werden die Anregungs- und Filterparameter in Segmentdauern von etwa 5 bis 20 ms übertragen, während denen sich das Sprachsignal nur unwesentlich ändert und daher als konstant angenommen wird. Eine der leistungsfähigsten Spachanalysemethoden bietet der LPC-Vocoder (LPC = Linear Predicitive Coding). Um die Vorteile beider Ansätze zu vereinen, sind hybride Coder entwickelt worden. Bei diesen wird typischerweise ein Anteil des Sprachsignals, z.B. der Tieftonbereich, mittels Signalformcoder und der Rest mittels eines Vocoders übertragen. Der Preis einer verbesserten Spachqualität ist eine höhere Übertragungsrate. Typischer Vertreter hybrider Coder sind die RPE-LTP-Coder (RPE-LTP = Regular Puls Excitation – Long Term Predicition) und der CELP-Coder (Celp = Code Excited Linear Predicitive Coding). Für die Erfindung ist die Art und Weise der Sprachcodierung unwesentlich.For There are two approaches to realizing digital speech encoders. To the one the signal form coding, in which the analog speech signal "digitizes" and if possible error-free at the recipient is converted into an analog signal. With an A / D and D / A conversion and additional Waveform encoding is a relatively good speech quality at bit rates from approx. 16 kbit / s to 64 kbit / s possible. An example of one The waveform encoder is the ADPCM encoder (ADPCM = Adaptive Pulse Code Modulation). On the other hand, the bit rate can be used with so-called vocoders can be significantly reduced to below 5 kbit / s. The principle of operation is based on models of language origin. The voiced or unvoiced The excitation signal is "filtered" by resonances (vocal cords, palate, lungs, cavities). It does not become the signal in itself, but the excitation and filter parameters in Segment durations of about 5 to 20 ms during which the speech signal changes only insignificantly and therefore as constant Is accepted. One of the most powerful language analysis methods offers the LPC vocoder (LPC = Linear Predicitive Coding). To combine the advantages of both approaches, hybrid encoders have been developed. These are typically a Proportion of the speech signal, e.g. the low frequency range, using a waveform encoder and transmit the rest using a vocoder. The price of one improved language quality is a higher transfer rate. Typical representatives of hybrid coders are the RPE-LTP coders (RPE-LTP = Regular Pulse Excitation - Long Term Predicition) and the CELP coder (Celp = Code Excited Linear Predicitive coding). For the invention is insignificant in the manner of speech coding.

Der Übertragungsweg für die digitalisierte Sprache zwischen den Funkstellen ist der vom Funksystem zugeteilte Kanal. Bei einer Funkübertragung muß das zugewiesene Frequenzband aus wirtschaftlichen Gründen so eingeteilt werden, daß möglichst viele Kanäle parallel existieren können. Wenn im folgenden von einem Kanal die Rede ist, muß es sich deshalb nicht notwendigerweise um einen Frequenzkanal handeln, es kann z.B. auch durchaus ein Zeitschlitz in einem Zeitmultiplexrahmen gemeint sein. Die Bezeichnung Kanal dient im Sinne der Erfindung lediglich als Ausdruck für die Ressource, die nötig ist, um den Bedarf einer Verbindung abzudecken. Die Übertragung der Sprachinformationen erfolgt in weiterer Differenzierung entsprechend dem ISO-OSI-Referenzmodell (RM) in sogenannten bidirektionalen Verkehrskanälen TCH (TCH = Traffic Channel), die derzeit als Vollraten-Verkehrskanäle (Full Rate TCH) mit einer Nettobitrate von 13 kbit/s für die Sprachübertragung genutzt werden. Für Halbraten-Verkehrskanäle (Half Rate TCH) ist eine Nettobitrate von 6,5 kbit/s für die Sprachübertragung vorgesehen.The transmission path for the digitized speech between the radio stations is the channel assigned by the radio system. In the case of radio transmission, the assigned frequency band must be divided for economic reasons so that as many channels as possible can exist in parallel. If a channel is mentioned in the following, it does not necessarily have to be a frequency channel, for example a time slot in a time-division multiplex frame can also be meant. The term channel is used in the sense of the invention only as an expression for the resource that is necessary to cover the need for a connection. The voice information is transmitted in a further differentiation in accordance with the ISO-OSI reference model (RM) in so-called bidirectional traffic channels TCH (TCH = Traffic Channel), which are currently full-rate traffic channels (Full Rate TCH) with a net bit rate of 13 kbit / s can be used for voice transmission. For half-rate traffic channels (Half Rate TCH), a net bit rate of 6.5 kbit / s is provided for voice transmission.

Ein bei GSM für Vollraten-Sprache verwendetes Prinzip der Codierung zeigt 1. Das analoge Sprachsignal wird zuerst im A/D-Wandler im Frequenzbereich von 300 Hz bis 3400 Hz des Sprachspektrums digitalisiert. Anschließend wird dieser Bitstrom im Sprachcoder unter Beseitigung redundanter Signalinhalte auf eine konstante Bitrate (13 kbit/s) reduziert und im Kanalcoder mittels Hinzufügen von Prüfsummen und Redundanzen (9,8 kbit/s) fehlergesichert. Der resultierende Datenstrom mit einer konstanten Bruttobitrate (22,8 kbit/s) wird über den verwendeten Funkkanal übertragen. Am Interface zum Festnetz ist das „A-Law"-Codierungsgesetz mit 64 kbits/s nach CCITT aus Kompatibilitätsgründen zwingend vorgeschrieben. Auf der Empfängerseite laufen die inversen Funktionen im Kanal- und Sprachdecoder in umgekehrter Reihenfolge ab. Es sei noch einmal betont, daß das Ziel des Sprachcoders und der Sprachübertragung eine möglichst gute Sprachqualität ist. Dies heißt, daß die Minimierung der Fehlerrate oder die Rekonstruktion der beim Mikrophon erzeugten Signale nicht im Vordergrund steht.A coding principle used in GSM for full rate speech shows 1 , The analog voice signal is first digitized in the A / D converter in the frequency range from 300 Hz to 3400 Hz of the voice spectrum. This bit stream is then reduced to a constant bit rate (13 kbit / s) in the speech encoder while eliminating redundant signal contents and error-protected in the channel encoder by adding checksums and redundancies (9.8 kbit / s). The resulting data stream with a constant gross bit rate (22.8 kbit / s) is transmitted over the radio channel used. At the interface to the fixed network, the "A-Law" coding law with 64 kbits / s according to CCITT is mandatory for reasons of compatibility. On the receiver side, the inverse functions in the channel and speech decoder run in reverse order. It should be emphasized again that The aim of the speech encoder and the speech transmission is to achieve the best possible speech quality, which means that the focus is not on minimizing the error rate or reconstructing the signals generated by the microphone.

Die Kanalcodierung zur Fehlersicherung der digitalisierten Sprache wird durch eine Kanalcodiereinheit CCU (CCU = Channel Codec Unit) z.B. im Mobilteil oder in der Basisstation des Funknetzwerks durchgeführt.The channel coding for error protection the digitized speech is by a channel coding unit CCU (CCU = Channel Codec Unit) e.g. in the handset or in the base station of the radio network.

Der resultierende Bitstrom aus Sprach- und Kanalcodierung wird über den Übertragungskanal mit einer festen Bitrate übertragen. Deshalb ergibt sich die Notwendigkeit der Aufteilung der Kanalbitrate auf beide Coder, die im Standard definiert ist.The resulting bitstream from speech and channel coding is over the transmission channel with a fixed bit rate. This results in the need to split the channel bit rate on both coders, which is defined in the standard.

In den vergangenen Jahren sind von verschiedenen Standardisierungsgremien ITU-T (International Telecommunications Union, Sector Telecommunication Standardization), ETSI (European Telecommunications Standards Institute), ISO-MPEG (International Standardization Organization, Motion Pictures Encoding Group) usw. mehrere Sprachcoder standardisiert worden. Dabei wird für die verwendete Telefonbandbreite zwischen zwei Grundvarianten Schmalband (300 Hz – 3400 Hz) und Breitband (50 Hz – 7000 Hz) unterschieden. Für die qualitativ höherwertige Breitband-Übertragung besteht hierzu der Standard (ITU-T G.722). Danach wird das gesamte Frequenzband von 50 Hz bis 7000 Hz mittels einer Filterbank (Transmit quadrature mirrow filters) in zwei Teilbänder (Hihger sub-band; Lower sub-band) geteilt, die gemäß 2 getrennt mittels je eines modifizierten ADPCM-Sprachcodierers nach dem ITU-T G.721-Standard codiert werden. Für eine breitbandige Sprachübertragung innerhalb der Bruttobitrate von beispielsweise 22,8 kbit/s wird dabei auf Kosten des Codierschutzes vorzugsweise ein höherer Anteil für die Sprachcodierung vorgesehen (3). Die in Abhängigkeit ihrer Wichtung unterschiedlich codierten Ausgangsbitströme werden anschließend in einer Multiplexeinheit (MUX) zu einem festen Ausgangsbitstrom vereinigt und übertragen, ohne daß im einzelnen auf spezielle und an sich bekannte Verarbeitungsschritte eingegangen werden soll.In the past few years, several language encoders have been standardized by various standardization bodies ITU-T (International Telecommunications Union, Sector Telecommunication Standardization), ETSI (European Telecommunications Standards Institute), ISO-MPEG (International Standardization Organization, Motion Pictures Encoding Group) etc. A distinction is made between two basic variants of narrowband (300 Hz - 3400 Hz) and broadband (50 Hz - 7000 Hz) for the telephone bandwidth used. The standard (ITU-T G.722) exists for high-quality broadband transmission. The entire frequency band from 50 Hz to 7000 Hz is then divided into two sub-bands (Hihger sub-band; Lower sub-band) using a filter bank (Transmit quadrature mirrow filters) 2 are encoded separately using a modified ADPCM speech coder according to the ITU-T G.721 standard. For a broadband voice transmission within the gross bit rate of, for example, 22.8 kbit / s, a higher portion of the voice coding is preferably provided at the expense of coding protection ( 3 ). The output bit streams, which are coded differently depending on their weighting, are then combined and transmitted in a multiplex unit (MUX) to form a fixed output bit stream, without going into specific processing steps which are known per se.

Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß die Bitrate des ADPCM-Sprachcodieres für eine Anpassung an die Qualität der Sprachübertragung nicht niedrig genug ist. Erst recht ist es nicht möglich, daß Anwender eine höhere Sprachqualität für die Dauer eines Gesprächs bei variierenden Übertragungsbedingungen anfordern können.This has a disadvantage Procedure from that the Bit rate of the ADPCM speech coding for an adaptation to the quality of the speech transmission is not low enough. All the more, it is not possible for users a higher one Speech quality for the duration of a conversation with varying transmission conditions can request.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem zur Übertragung von Sprache anzugeben, die bezüglich der Sprachcodierung/-decodierung veränderten Übertragungsbedingungen bzw. Übertragungswünschen entsprechen können.The invention is based on the object Specify a method and a radio communication system for the transmission of speech, the regarding the speech coding / decoding correspond to changed transmission conditions or transmission requests can.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Patentansprüche 1 und 9 sowie ein Funk-Kommunikationssystem nach den Merkmalen der Patentansprüche 11 und 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den begleitenden Unteransprüchen angegeben.This task is followed by a procedure the features of the claims 1 and 9 and a radio communication system according to the characteristics of claims 11 and 19 solved. advantageous Further training is specified in the accompanying subclaims.

Anhand eines Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung und ihre Vorteile näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenUsing an exemplary embodiment, the Invention and its advantages closer explained become. In the associated Show drawings

4: die Aufteilung der Bitrate auf das Frequenzband des Sprachsignals anhand einer Zuordnungsfunktion, 4 : the division of the bit rate over the frequency band of the speech signal using an assignment function,

5: die Aufteilung des Frequenzbandes des Sprachsignals in diskreten Schritten einer festen Größe, 5 : the division of the frequency band of the speech signal into discrete steps of a fixed size,

6: die Veränderung der Bandbreite für das Sprachsignal durch Zu- und/oder Abschalten von Teilsprachcodern, 6 : the change in the bandwidth for the speech signal by switching on and / or off partial speech coders,

7: das Zu- und/oder Abschalten von Teilsprachcodern zum Zwecke der Aufteilung der Bandbreite für das Sprachsignal und 7 : the switching on and / or off of partial language encoders for the purpose of dividing the bandwidth for the speech signal and

8: die Bündelung zweier Übertragungskanäle zwecks Verbesserung der Übertragungsbedingungen. 8th : bundling two transmission channels to improve the transmission conditions.

Im GSM-Vollraten-Kanals beträgt die Bruttobitrate 22,8 kbit/s. Im Beispiel nach 7 wird von einem Schmalband-AMR-Sprachcoder bei 12,2 kbit/s Bitrate für eine Schmalband-Codierung ausgegangen. In bekannter Konfiguration (3) wird die übrige Bitrate für den Kanalcoder eingesetzt. Bei guter Kanalqualität ist ein geringer Bitschutz ausreichend. Deshalb kommt auch ein Breitband-Service in Betracht. Im Beispiel wird das mit 16 kHz abgetastete Sprachsignal durch eine Filterbank in zwei Teilbänder aufgesplittet und das untere Teilband mit einem EFR-Sprachcoder (EFR = Enhanced Full Rate) codiert. Für die Codierung des oberen Teilbandes wird ein an derer Teilsprachcoder verwendet. Wenn für die Kanalcodierung für den Schmalband-Sprachcoder (300 Hz bis 3400 Hz) z.B. aufgrund guter Kanalbedingungen eine niedrige Bitrate ausreicht, kann ein Teilsprachcoder mit der entsprechenden Bitrate (3400 Hz – 7000 Hz) im oberen Teilband zusätzlich eingesetzt werden, um die Sprachsignale breitbandig zu übertragen. Nimmt die Kanalqualität später wieder ab, so kann das obere Teilband wieder abgeschaltet werden und die so frei gewordene Bitrate zum Fehlerschutz der Bits im unteren Teilband eingesetzt werden.In the GSM full rate channel, the gross bit rate is 22.8 kbit / s. In the example after 7 is assumed to be a narrowband AMR speech encoder at 12.2 kbit / s bit rate for narrowband coding. In a known configuration ( 3 ) the remaining bit rate is used for the channel encoder. If the channel quality is good, a low bit protection is sufficient. That is why a broadband service is also an option. In the example, the speech signal sampled at 16 kHz is split into two subbands by a filter bank and the lower subband is encoded with an EFR (Enhanced Full Rate) speech encoder. A different language encoder is used for coding the upper subband. If for channel coding for the narrowband speech encoder (300 Hz to 3400 Hz) eg a low bit rate is sufficient due to good channel conditions, a sub-language encoder with the corresponding bit rate (3400 Hz - 7000 Hz) in the upper sub-band can also be used to transmit the speech signals over a wide band. If the channel quality decreases again later, the upper subband can be switched off again and the bit rate thus freed up can be used for error protection of the bits in the lower subband.

Um die Einstellungen der jeweils optimalen Bitrate für die Sprach- bzw. Kanalcodierung in Fortbildung der Erfindung flexibler und dynamischer zu gestalten, können für das untere und/oder obere Teilband mehrere Teilsprachcoder eingesetzt werden. Im Beispiel nach 6 werden dem unteren Teilband zwei weitere Teilsprachcoder für die Sprachübertragung im Sprachsignal-Frequenzbereich von 100 Hz bis 300 Hz und 50 Hz bis 300 Hz zur Seite gestellt, die alternativ je nach Kanalqualität und/oder anderen Präferenzen eingesetzt werden können. Ebenso kann auch für das obere Teilband eine Auswahl unter Teilsprachcodern getroffen werden. Im Beispiel nach 6 sind zwei Teilsprachcoder für das obere Teilband vorgesehen, von denen der eine für eine Erweiterung des Sprachsignal-Frequenzbereichs von 3400 Hz bis 5000 Hz vorgesehen ist und ein alternativ einsetzbarer Teilsprachcoder von 3400 Hz bis 7000 Hz. Je nach Kanalqualität oder Wunsch können also nicht nur zwei Übertragungsvarianten zum Einsatz kommen, sondern fünf, womit eine wesentlich bessere Anpassung an die vorgefundenen Übertragungsbedingungen oder die Nutzerwünsche erfolgt.In order to make the settings of the respectively optimal bit rate for the speech or channel coding in a further development of the invention more flexible and dynamic, several partial language encoders can be used for the lower and / or upper sub-band. In the example after 6 the lower sub-band is provided with two additional sub-language encoders for voice transmission in the speech signal frequency range from 100 Hz to 300 Hz and 50 Hz to 300 Hz, which can alternatively be used depending on the channel quality and / or other preferences. Likewise, a selection among partial language encoders can also be made for the upper subband. In the example after 6 There are two sub-language encoders for the upper sub-band, one of which is intended to expand the speech signal frequency range from 3400 Hz to 5000 Hz and an alternative sub-language encoder from 3400 Hz to 7000 Hz. Depending on the channel quality or desire, not only two can Transmission variants are used, but five, which results in a much better adaptation to the existing transmission conditions or user requests.

Prinzipiell erlaubt es die Erfindung, die Bitrate über die Frequenz des Sprachsignals anhand einer Zuordnungsfunktion zwecks Maximierung der Sprachqualität und/oder anderer Präferenzen optimal aufzuteilen (4) und diese Zuordnungsfunktion in beliebig kleine Sprachsignalbänder (bis auf Ein-Bit- Schritte) aufzulösen (5), jedoch sind selbstverständlich im praktischen Einsatz Beschränkungen aufgrund technologisch bedingter und durch Standards vorgegebener Grenzen zu beachten (6).In principle, the invention allows the bit rate to be optimally divided over the frequency of the speech signal using an assignment function in order to maximize the speech quality and / or other preferences ( 4 ) and to resolve this assignment function into speech signal bands of any size (apart from one-bit steps) ( 5 ), however, of course, restrictions in practice due to technology-related and standards-based limits must be observed ( 6 ).

Im Beispiel nach 7 werden Teilsprachcoder alternativ zugeschaltet. Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, Teilsprachcoder additiv zu- oder abzuschalten, um das Frequenzband des Sprachsignals nach oben und/oder unten lediglich zu erweitern. So kann beispielsweise ein Teilsprachcoder für das Frequenzband des Sprachsignals von 3400 Hz bis 5000 Hz dimensioniert werden und ein weiterer Teilsprachcoder für ein Frequenzband des Sprachsignals von 5000 Hz bis 7000 Hz oder darüber, der je nach den Bedingungen zu- oder abgeschaltet wird. Durch die Codierung von kleineren Frequenzbereichen wird es möglich, Eigenheiten der individuellen Sprache besser auszunutzen, womit bei verbesserter Sprachqualität eine geringere Bitrate zur Übertragung notwendig wird.In the example after 7 partial language encoders are switched on alternatively. It is of course within the scope of the invention to additively switch partial speech encoders on or off in order to only expand the frequency band of the speech signal upwards and / or downwards. For example, a partial speech encoder can be dimensioned for the frequency band of the speech signal from 3400 Hz to 5000 Hz and another partial speech encoder for a frequency band of the speech signal from 5000 Hz to 7000 Hz or above, which is switched on or off depending on the conditions. The coding of smaller frequency ranges makes it possible to make better use of the peculiarities of the individual language, which means that a lower bit rate is required for transmission with improved speech quality.

Eine weitere Möglichkeit, die Sprachqualität zu erhöhen besteht darin, zwei oder mehrere Übertragungskanäle zu bündeln. Damit kann auch unter schlechten Übertragungsbedingungen, bei denen für die Kanalcodierung ein hoher Anteil der Gesamtbitrate beansprucht wird, mit hoher Sprachqualität übertragen werden. Im Beispiel nach 8 wird der 1. Kanal zu einer schmalbandigen Sprachübertragung, der 2. Kanal zur Erweiterung des Frequenzbandes des Sprachsignals auf eine Breitbandübertragung genutzt. Diese Möglichkeiten eröffnen sich unter anderem in verkehrsarmen Zeiten und/oder verkehrsarmer Funkzellen, beispielsweise in topographisch schwierigem Gelände. Des weiteren kann auf Anforderung des Nutzers auch unter schlechten äußeren Bedingungen die Sprachqualität erhöht werden.Another way of increasing the voice quality is to bundle two or more transmission channels. This means that even under poor transmission conditions, in which a high proportion of the total bit rate is used for channel coding, transmission can be carried out with high speech quality. In the example after 8th the 1st channel is used for a narrowband voice transmission, the 2nd channel for expanding the frequency band of the voice signal to a broadband transmission. These possibilities open up, inter alia, in low-traffic times and / or low-traffic radio cells, for example in topographically difficult terrain. Furthermore, the voice quality can be increased at the request of the user even under poor external conditions.

Netzseitig sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die die Übertragungsmöglichkeiten überwachen. Beispielsweise sind diese Steuereinrichtungen in den Steuerungen der Basisstationen in tegriert. Die Steuereinrichtung bestimmt Parameter bezüglich der Übertragungsmöglichkeiten für eine Verbindung von der Basisstation zu einer Mobilstation. Durch einen Vergleich dieser Parameter, z.B. Vergleich der Bitfehlerrate mit einem Schwellwert, wird eine verschlechterte oder verbesserte Übertragungsqualität für die Funkschnittstelle zwischen Mobilstation und Basisstation festgestellt.Control devices are on the network side provided that monitor the transmission possibilities. For example, these control devices are in the controls of the base stations integrated. The control device determines parameters in terms of the transmission possibilities for one Connection from the base station to a mobile station. By comparison this parameter, e.g. Comparison of the bit error rate with a threshold value, becomes a deteriorated or improved transmission quality for the radio interface detected between the mobile station and base station.

Eine zusätzliche bzw. alternative Funktionalität der Steuereinrichtung besteht darin, daß durch Handover-Vorgänge bedingte Engpässe bei der Übertragung festgestellt werden können und somit auf die verschlechterten Übertragungsbedingungen reagiert werden kann.An additional or alternative functionality of the control device is that due to handovers bottlenecks in the transfer can be determined and thus responds to the deteriorated transmission conditions can be.

Darüber hinaus ist es vorgesehen, daß der Nutzer durch direkten Eingriff an der Mobilstation Einfluß auf die Qualität der Übertragung nehmen kann. Dies wird durch eine Erweiterung der Funktionaliät der Mobilstation möglich, die beispielsweise über spezielle Menüfunktionen eine Auswahl der Übertragungsqualität anbietet.In addition, it is planned that the user by influencing the mobile station directly quality the transfer can take. This will be done by expanding the functionality of the mobile station possible, which for example about special menu functions offers a selection of the transmission quality.

Für eine subjektive Verbesserung der übertragenen Sprachqualität können für eine Übertragung im Schmalbandbereich Algorithmen implementiert werden, die die empfangenen Sprachsignale auf eine größere Bandbreite erweitern. Das Zu- bzw. Abschalten dieser Algorithmen kann einerseits durch das Netzwerk, andererseits aber auch durch Eingriff des Nutzers, bespielsweise wiederum mittels einer speziellen Menüfunktion des Mobilteils erfolgen.For A subjective improvement in the transmitted voice quality can be used for a transmission algorithms are implemented in the narrowband range that the received Voice signals on a wider bandwidth expand. These algorithms can be switched on or off on the one hand through the network, but also through user intervention, for example, again using a special menu function of the handset.

Claims

Method for voice transmission in a radio communication system, in particular for digital mobile communication systems, by dividing the bit rate of a transmission channel between a speech and a channel encoder, characterized in that the bit rate of the transmission channel is divided nals to several partial language encoders or several partial language and partial channel encoders depending on the current conditions of the transmission channel and / or requirements of the users and / or preferences of the network and that the bit rate of the transmission channel assigned to the speech encoder is divided into the frequency band of the speech signal.

A method according to claim 1, characterized in that the division of the bit rate of the speech encoder over the frequency band the speech signal using an assignment function for maximization the speech quality and / or at the request of the user.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the frequency band of the speech signal in discrete Steps.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the bit rate of the speech encoder by addition and / or Switch off partial language encoders of different and / or the same Bit rate changed becomes.

A method according to claim 1 or claim 4, characterized characterized in that the bit rate of the speech encoder by addition and / or Deactivation of partial language encoders for different partial frequency bands of the Frequency band of the speech signal is changed.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one partial language encoder is a narrowband encoder with the sub-frequency band of the speech signal from 300 Hz to 3400 Hz is.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one partial language encoder is a broadband encoder with the sub-frequency band of the speech signal from 3400 Hz to 7000 Hz.

Method for voice transmission in a radio communication system, especially for digital mobile communication systems, dividing the frequency band a transmission channel to a speech and a channel encoder, characterized in that two or more transmission channels are bundled.

A method according to claim 8, characterized in that bundling of the transmission channels depending of current network conditions and / or requirements of the user.

Arrangement for voice transmission in a radio communication system, especially for digital mobile communication systems, dividing the bit rate a transmission channel to a speech and a channel encoder, characterized in that the bit rate of the transmission channel to multiple partial language encoders or multiple partial language and partial channel encoders dependent on from the current conditions of the transmission channel and / or User requirements is split and that the the speech encoder assigned bit rate of the transmission channel is divided into the frequency band of the speech signal.

Arrangement according to claim 10, characterized in that the bit rate of the speech encoder on the frequency band of the speech signal using an assignment function to maximize speech quality and / or is divided at the request of the users.

Arrangement according to claim 10, characterized in that the frequency band of the speech signal is divided into discrete steps is.

Arrangement according to claim 10, characterized in that an algorithm is implemented that uses the bandwidth of the speech encoder by switching partial language coders on and / or off and / or the same bit rate changed.

Arrangement according to claim 10 or claim 13, characterized characterized that an algorithm is implemented that the Bandwidth of the speech encoder by switching partial speech coders on and / or off for different Partial frequency bands of the frequency band of the speech signal changed.

Arrangement according to one of claims 10 to 14, characterized in that that at least one partial language encoder is a narrowband encoder with one partial frequency band from 300 Hz to 3400 Hz.

Arrangement according to one of claims 10 to 15, characterized in that that at least one partial language encoder is a broadband encoder with one Sub-frequency band from 3400 Hz to 7000 Hz.

Arrangement for voice transmission in a radio communication system, especially for digital mobile communication systems, dividing the bit rate a transmission channel to a speech and a channel encoder, characterized in that two or more transmission channels are bundled.

Arrangement according to claim 17, characterized in that an algorithm is implemented for bundling the transmission channels the current conditions of the network and / or requirements of the user are taken into account.

Arrangement according to claim 10 or 17, characterized in that control functions for changing in the software of the handset the speech quality are implemented.