DE60308451T2

DE60308451T2 - Verfahren zur sicheren Entscheidung eines gegebenen Zustandes von einem Kommunikationskanal für ein Übertragungssystem

Info

Publication number: DE60308451T2
Application number: DE60308451T
Authority: DE
Inventors: Jean Farineau; Emmanuelle Chevallier; Nicolas Chuberre
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: FR2841726B1; US20040037359A1; FR2841726A1; ATE340461T1; US7346127B2; EP1376958A1; DE60308451D1; EP1376958B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Telekommunikation. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur sicheren Entscheidung über einen gegebenen Zustand eines Kommunikationskanals in einer Vorrichtung zur Datendekompression.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Daten-Telekommunikationssystem.
In 1 ist ein Satelliten-Datenübertragungsnetz bekannten Typs dargestellt. Dieses Netz umfasst insbesondere einen Satelliten 11 und eine Vermittlungsstelle 10 für die Kommunikationsressourcen, die per Funk mit dem Satelliten 11 kommuniziert. Verkehrsstationen 12, 13, die Endgeräte umfassen, die im TDMA- oder SCPC-Modus funktionieren, kommunizieren ebenfalls mit dem Satelliten 11 und sind mit öffentlichen oder privaten Telefonvermittlungsstellen 14, 15 verbunden, die für terrestrische Netze im Allgemeinen als PSTN (Public Switching Telephone Network) bezeichnet werden. Jede PSTN 14, 15 ist mit einer Vielzahl von Fernsprechteilnehmern 16, 17 verbunden.
Die Verbindungen zwischen den Fernsprechteilnehmern 16 und den Fernsprechteilnehmern 17, die an die verschiedenen Verkehrsstationen angeschlossen sind, werden in der Vermittlungsstelle 10 hergestellt, die in Abhängigkeit von den Verbindungsanforderungen dieser Fernsprechteilnehmer dynamisch Übertragungsfrequenzen (im SCPC-Betriebsmodus) oder Zeitschlitze innerhalb eines Zeitrasters (im TDMA-Betrieb) zuordnet. Eine solche Funktionsweise wird als DAMA („Demand Assignment Multiple Access" auf Englisch) bezeichnet und ermöglicht, dank der dynamischen Zuordnung von Ressourcen, eine Optimierung der Nutzung von Satelliten-Ressourcen.
Auf diese Weise erfolgt die Zuordnung von Satelliten-Ressourcen auf eine Anforderung hin; wenn ein Fernsprechteilnehmer eine Verbindung anfordert und wenn seine Anforderung erfüllt werden kann, wird ein Satellitenkanal zwischen der Ausgangs-Verkehrsstation, an die der anfordernde Fernsprechteilnehmer angeschlossen ist, und der Ziel-Verkehrsstation, an die der gewünschte Fernsprechteilnehmer angeschlossen ist, hergestellt. Die Vermittlungsstelle 10 wird ebenfalls über die Freigabe der zugeordneten Ressourcen informiert, d.h. nach Beendigung der Verbindung.
Die Vermittlungsstelle 10 gewährleistet nicht nur die Verwaltung der Satellitenfrequenzen, sondern auch die Bereitstellung von Modems im Bereich der Ausgangs- und Ziel-Verkehrsstationen, um die Telefonverbindungen herzustellen.
Die Funktionsweise ist im Allgemeinen folgendermaßen:
Im SCPC-Betriebsmodus führt die Vermittlungsstelle 10 eine Zuordnung von Satellitenfrequenzen durch, wenn sie eine Leitungsbelegung durch einen Fernsprechteilnehmer 16 oder 17 erfasst, wobei es sich bei dieser Leitungsbelegung um ein analoges (bestimmte Frequenz) oder digitales Signal (Bit oder Signalwort zur Leitungsbelegung) handelt, das von dem Fernsprechteilnehmer über das PSTN 12 oder 13 an die Vermittlungsstelle 10 übertragen wird. Die Verkehrsstationen 14 und 15 führen eine Transformation der Signale durch, die von den Fernsprechteilnehmern versandt werden, um sie über ein Modem an die Vermittlungsstelle 10 zu übermitteln.
Ein Beispiel für ein solches Raster ist in 2 dargestellt und mit der Referenznummer 20 bezeichnet. Das Raster 20 umfasst 32 Zeitschlitze mit jeweils 8 Bit, die mit IT1 bis IT32 bezeichnet sind, wobei der erste Zeitschlitz IT1 zur Synchronisierung und für bestimmte Zeichengaben bestimmt ist, der Zeitschlitz IT16 die aus PSTN resultierende Leitungszeichengabe übermittelt und die anderen Zeitschlitze der Übertragung von Nutzdaten (Rufnummernzuordnung, Sprachdaten, ...) vorbehalten sind, die von den Fernsprechteilnehmern in einer Übertragungsrichtung übermittelt werden. Bei diesen Fernsprechteilnehmern handelt es sich beispielsweise um einfache Telefonapparate, private Selbstwähleinrichtungen oder um ein öffentliches Telefonnetz. Jedes Raster weist eine Dauer von 125 μs auf und kann eine Bitrate von 2 Mbps gewährleisten.
3 ist eine schematische Darstellung eines Teils der Infrastruktur eines GSM-Netzes („Global System for Mobile communications" auf Englisch). Hier ist das Funk-Subsystem 21 abgebildet, das das Basisstationssystem oder BSS (für „Base Station System" auf Englisch) darstellt, das die Funksender/Empfänger-Relais steuert. Ein BSS umfasst einen Stationscontroller 22 oder BSC (für „Base Station Controller" auf Englisch) und eine oder mehrere Zellen und somit eine oder mehrere Basisfunkstationen 23 oder BTS (für „Base Transceiver Station" auf Englisch). Der BSC verwaltet die Funkressourcen der ihm zugeordneten BTS-Stationen sowie die Betriebs- und Wartungsfunktionen der Basisstationen. Er gewährleistet auf autonome Weise die Weiterverbindung zwischen den einzelnen Zellen der Mobilstationen, die sich in seinem Abdeckungsbereich bewegen. Außerdem verfügt der BSC-Controller, wie in 3 dargestellt, über zwei genormte Schnittstellen, eine zu den Basisstationen 23 mit der Bezeichnung A-bis, die andere mit der Bezeichnung A-ter, die die Verbindung zwischen BSC und einer mobilen Vermittlungszentrale 24 oder MSC (für „Mobile Switching Centre" auf Englisch) über eine TRAU-Einheit 25 (aus dem Englischen „Transcoder/Rate Adaptor Unit") herstellt. Diese hat die Aufgabe, die komprimierte Sprache mit 13 kbps in digitale Sprache mit 64 kbps umzuwandeln, um die Sprachkanäle zu MSC kompatibel zu machen. Auf diese Weise erfolgt die Verbindung zwischen MSC und BSC bei einer Standard-Bitrate von 64 kbps auf Seiten von MSC und von 16 kbps auf Seiten von BSC, wobei die Bitrate die Bitrate der komprimierten Sprache mit 13 kbps plus einer zusätzlichen Bitrate umfasst, die Ausrichtungs- und Füllzeichenbits enthält. Die Schnittstelle zwischen MSC und TRAU wird als Schnittstelle A bezeichnet; die Schnittstelle zwischen TRAU und BSC wird als Schnittstelle A-ter bezeichnet.
TRAU 25 ist mit den verschiedenen Signalarten, die im Bereich der Schnittstelle A-ter übertragen werden, kompatibel und führt alle Signalarten auf 64 kbps zurück. Bei diesen Signalen handelt es sich im Wesentlichen um Sprache, mit 16 kbps bei voller Bitrate oder 8 kbps bei halber Bitrate, und um Zeichengabe mit 64 kbps oder 16 kbps.
MSC ist die Schnittstelle zwischen dem Funk-Subsystem BSS und einem Fasernetz, z.B. einem landgestützten Mobilfunknetz 27 oder PLMN (für „Public Land Mobile Network" auf Englisch). MSC führt alle Operationen aus, die zur Verwaltung der Verbindungen mit den mobilen Endgeräten erforderlich sind. Um eine Funkabdeckung in einem bestimmten Gebiet zu erreichen, steuert eine Mobilfunk-Vermittlungsstelle eine Reihe von Sendern, was die Anwesenheit mehrerer Schnittstellen A-ter mit anderen BSS in 3 erklärt.
Die Schnittstelle A-bis, die die Verbindung zwischen den BTS und den BSC des Systems herstellt, wird über eine synchrone Schnittstelle E1 ausgeführt, die mit einer Rasterung vom Typ G.703 funktioniert (im Folgenden als Raster E1 bezeichnet). Ein Bruchteil jedes Rasters beinhaltet die Nutzdaten.
Es ist festzustellen, dass die Erweiterung eines GSM-Netzes durch einen Satelliten, die durch eine Satellitenverschiebung erreicht wird, wie insbesondere im Folgenden beschrieben, auf beliebige Weise entweder im Bereich der Schnittstelle A-bis oder im Bereich der Schnittstelle A-ter oder eventuell im Bereich der Schnittstelle A umgesetzt werden kann.
Unabhängig von der für die Satellitenverschiebung gewählten Schnittstelle liegt die Anzahl an genutzten Übertragungskanälen (Zeitschlitze oder Unterabschnitte dieser Zeitschlitze) fest, im Wesentlichen abhängig von der physischen Konfiguration des BSS (Anzahl an BTS, Anzahl von Trägerwellen). Im Gegensatz dazu ist zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein Teil dieser Übertragungskanäle aktiv; ihre Anzahl hängt von der zu übertragenden Signalgebung, der Anzahl an hergestellten Verbindungen und von dem Halbduplex ab, der natürlich mit dem Dialog zwischen den Gesprächsteilnehmern verbunden ist.
Um den Bedarf an erforderlicher Bandbreite für die Satellitenverbindung zur Verschiebung zu minimieren, arbeitet das bei der Verschiebung berücksichtigte Telekommunikationssystem im DAMA-Modus, d.h. dass die Satellitenressourcen, die der Verbindung zu einem gegebenen Zeitpunkt zugewiesen sind, von der Bitrate der zu übermittelnden Daten, d.h. von der Anzahl an aktiven Kanälen innerhalb der zu übertragenden Raster abhängig sind.
Die Geräte, die den Einsatz von DAMA ermöglichen, funktionieren in zwei verschiedenen Betriebsmodi:

– entweder interpretieren diese Geräte die Zeichengabe (beispielsweise SS7), um die Aktivierung neuer Übertragungskanäle zu erfassen und die Zuordnung von Übertragungsressourcen entsprechend anzupassen (Veränderung des zugeordneten Frequenzbands für eine gegebene Verbindung); in diesem Fall handelt es sich bei der Zeichengabe nicht um eine Standard-Zeichengabe, und die Funktion von DAMA in Abhängigkeit von der übertragenen Zeichengabe wäre komplex und würde vom Gerätelieferanten abhängen, wobei die Schnittstelle A-bis zwischen BSC und BTS nicht genormt wäre;
– oder diese Geräte sind mit einer Schnittstelle vom Typ Ethernet, ATM, bzw. Frame Relay ausgerüstet. In diesem Fall funktioniert das DAMA-Verfahren auf einfachere Weise, da es auf der durchschnittlichen Bitrate im Übertragungskanal basiert, um die Zuordnung der Übertragungsressourcen anzupassen. Es ist anzumerken, dass die Bitrate im vorliegenden Fall unveränderlich ist, da sie unabhängig von der Bewegungshäufigkeit der via Satellit zu übermittelnden Kanäle ist, die üblicherweise gleich 8 × 16 kbps pro von BTS übertragener Trägerwelle beträgt.

Dieser zweite DAMA-Typ, der auf der Messung oder der Erfassung einer Veränderung der Bitrate basiert, ist zu bevorzugen, da er die Möglichkeit bietet, eine Interpretation der über die verschobene Schnittstelle übermittelten Zeichengabe zu vermeiden, um die Zuordnung des Satellitenfrequenzbands zu verändern. Da die zu verschiebende Schnittstelle jedoch nicht direkt mit dem Übertragungsgerät des Systems kompatibel ist, wird eine Vorrichtung zwischengeschaltet, die als Code-Umsetzer bezeichnet wird.
Für diesen Code-Umsetzer gelten zwei Vorgaben: Einerseits muss er die Nutzdaten aus den synchronen Rastern extrahieren können, die den aktiven Übertragungskanälen entsprechen, und zwar nur diese, anschließend muss er sie in Ethernet-Raster, IP-Pakete oder ATM-Zellen einkapseln. Diese Elemente werden auf das BSC-Übertragungsgerät angewandt, das auf diese Weise den DAMA-Vorteil bieten kann.
Andererseits muss der Code-Umsetzer auch die Synchronität am Ende der Übertragungskette wiederherstellen können, in dem Maße, in dem der Prozess, ausgehend von den Vorgängen zur Extraktion der Nutzdaten aus den synchronen Rastern und der anschließenden Einkapselung, die Sequenz der Ursprungsraster vollständig durchbricht. Infolgedessen muss der Code-Umsetzer die Möglichkeit bieten, Raster wiederherzustellen, die mit den Ursprungsrastern identisch sind.
Um die Vorteile der DAMA-Funktionen, die von den Übertragungsgeräten geboten werden, nutzen zu können, müssen die E1-Raster in Ethernet-Raster, IP-Pakete oder ATM-Ströme umgewandelt werden. Die bekannten Code-Umsetzer, die eine E1-Ethernet, E1-IP oder E1-ATM-Anpassung ermöglichen, komprimieren die zu übertragenden E1-Raster jedoch nicht. Unabhängig davon, ob die E1-Raster gültige Daten enthalten oder nicht, ist die daraus resultierende Bitrate konstant; diese Code-Umsetzer bieten daher keine Möglichkeit zur Reduzierung der Satelliten-Bandbreite in Abhängigkeit von der tatsächlichen Aktivität der Übertragungskanäle des GSM-Netzes; der Grund, warum diese Code-Umsetzer die tatsächliche Aktivität der übertragenen Kanäle nicht berücksichtigen, liegt in der Tatsache, dass sie Lösungen zur Umwandlung der physischen Schnittstelle darstellen und keine Analyse des Rasterinhalts durchführen.
Um die oben genannten Nachteile zu beseitigen, hat die Antragstellerin zum heutigen Tag einen Patentantrag mit dem Titel „Compresseur, décompresseur, bloc de données et procédé de gestion de ressources" (Kompressor, Dekompressor, Datenblock und Ressourcen-Verwaltungsverfahren) eingereicht. In diesem Patentantrag (im Folgenden INV1 genannt) wird insbesondere ein Datenkompressor beschrieben, der aus den Eingangs-Datenrastern hervorgeht. Gemäß der Erfindung erfasst der Kompressor die Bits (die einen Verbindungskanal übertragen), die sich von einem Raster zum anderen unterscheiden (so genannte „aktive Bits") und überträgt nur diese innerhalb eines Datenblocks. Dieser Block umfasst außerdem einen Zustandscode, in dem diese „aktiven" Daten in dem Ausgangsraster lokalisiert werden, um dieses wiederherstellen zu können.
Dieses Kompressionsverfahren erfolgt in einem so genannten Analysefenster, das eine feste Anzahl an Eingangsrastern enthält (beispielsweise 16, 32, 64 oder 128 Raster).
Ein Kanal gilt als nicht aktiv oder statisch, sobald sich das in Bezug auf den Inhalt gleiche Muster im Verlauf eines Analysefensters regelmäßig wiederholt. Beispielsweise tritt ein solcher Fall auf, wenn sich das Muster 1110 für einen gegebenen Kanal, d.h. für ein gegebenes Bit, als Eingangsraster in Gruppen von Eingangsrastern wiederholt. Dieses Muster wird als Referenzmuster für das betreffende Bit identifiziert. Wenn das Analysefenster beispielsweise 16 Raster enthält (Länge 16 Raster), wiederholt sich das Muster 1110 vier Mal (also in 4 Gruppen) im Analysefenster.
Am anderen Ende der Datenübertragungskette wird jeder komprimierte Datenblock dekomprimiert, indem man einen Deskriptor für aktive Kanäle einsetzt, der in den Block-Header eingefügt wird, um die ursprüngliche Struktur der Eingangsraster wieder herzustellen, und zwar indem man jeden Kanal wieder an den Platz setzt, den er vor der Kompression inne hatte. Auf diesem Weg werden, ausgehend von einem komprimierten Datenblock, N Ausgangsraster wieder hergestellt, die mit den Eingangsrastern identisch sind; für die so genannten nicht aktiven Kanäle funktioniert die Vorrichtung zur Dekompression durch Wiederholung des Referenzzustand innerhalb des aktuellen Fensters. Dieser Referenzzustand wird für jeden statischen Kanal einem Referenzmuster entnommen, das regelmäßig, z.B. zwischen zwei Datenblöcken übertragen wird.
Trotz der Findigkeit des oben erläuterten Prinzips kann es bei einem Übertragungsfehler der Bits, die in den statischen Bitgruppen des Analysefensters enthalten sind, erheblich beeinträchtigt werden.
Wenn man nämlich wiederum das obige Beispiel anführt, in dem das Analysefenster für einen gegebenen Kanal und in 16 Rastern folgende Bitfolge aufweist:
1110111011101110
während der Inhalt dieses Kanals im Verlauf der 16 Raster den Inhalt des Referenzzustands für dieses Bit, der 1110 lautet, wiederholt, so wird das Bit als statisch betrachtet und die Dekompressionsvorrichtung handelt dementsprechend.
Wird jedoch infolge eines Übertragungsfehlers mindestens eines der 16 Bits schlecht übertragen, wird der Referenzzustand des fraglichen Kanals nicht mehr identisch wiederholt und die Dekompressionsvorrichtung analysiert diesen als aktives Bit, obwohl er dies eigentlich nicht ist.
Das Dokument D1 = US 6.144.658 bezieht sich auf eine Technik zur Unterdrückung wiederholter Muster in einem Sprachkanal eines Kommunikationsnetzes.
Dort wird ein Sprachsignal 110 als eine Abfolge von Sprechintervallen 115, 135 und Hörintervallen 125, 145 definiert, für die PBX 100 ein wiederholtes Muster 155 als Kennung für das Hörintervall des Sprachkanals sendet (D1: Spalte 4, Zeile 8–10).
Bei den wiederholten Paketen, um die es im Dokument D1 geht, handelt es sich um „Hör"-Pakete, d.h. um Pakete, die den „Hörintervallen" von Sprachsignalen oder Intervallen ohne Sprache entsprechen.
Die Erfindung hat daher zum Ziel, dieses gravierende Problem zu beseitigen.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung zum Ziel, ein Verfahren zur sicheren Entscheidung über den Zustand 0 oder 1 jedes Bits eines wiederholten Musters in einem statischen Kommunikationskanal in einer Daten-Dekompressionsvorrichtung zu bieten, die dazu bestimmt ist, einen Datenblock zu dekomprimieren, der eine komprimierte Datengruppe umfasst, und zwar ausgehend von einer Einheit von Datenrastern durch eine Datenkompressionsvorrichtung, wobei diese Gruppe sämtliche aktiven Kanäle der Einheit umfasst,
wobei es sich versteht, dass die Raster eine definierte Struktur entsprechend einer Vielzahl von Zeitschlitzen aufweisen, wobei eine erste Gruppe von Zeitschlitzen so strukturiert ist, dass jedes davon entsprechend einer Vielzahl von Informationsbits unterteilt ist, die jeweils einen Kommunikationskanal übermitteln, und dass der aktive, bzw. der statische Zustand jedes Kanals beim Vergleich des Inhalts dieses Kanals in den N Bits, die zwischen den N Rastern eines Referenzmusters mit den entsprechenden N Bits der N Raster verglichen werden, die eventuell L Mal wiederholt werden, die ein Analysefenster bilden, eine Abweichung des Inhalts bei mindestens einem der Bits, bzw. eine Stabilität des Inhalts für sämtliche der N Bits aufweisen, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 1 darstellt,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– einen Schritt zur Übertragung eines Deskriptors, der den statischen oder aktiven Zustand des Übertragungskanals angibt,
– einen Schritt zur Übertragung des Inhalts des statisch gewordenen Kanals über die L*N Raster des Analysefensters,
– einen Schritt zur statistischen Analyse in einem Analysefenster, die sich über L*N Raster des laufenden Blocks erstreckt, in Bezug auf den statischen Zustand des genannten Kanals, basierend auf einer mehrheitlichen Abstimmung über die Zustände, die für den betreffenden Kanal anhand der L Rastergruppen im Analysefenster ermittelt wurden, wobei der Zustand dieses Kanals für jede Gruppe mit dem Zustand des Kanals in dem Referenzmuster verglichen wird.

Somit ist die Entscheidung für einen gegebenen Kanal zum Übergang in den statischen Zustand frei von Störungen durch Übertragungsfehler einiger gestörter Bits, da diese Entscheidung auf einer mehrheitlichen Abstimmung der statischen Bits gründet.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist jedem Kanal ein Zähler zugeordnet und der Schritt der statistischen Analyse umfasst einen Schritt zur Initialisierung des Zählers, der zu Beginn des Analysefensters durchgeführt wird, wobei eine Konvention zur Aufwärts- oder Abwärtszählung des Zählers entsprechend den aufeinander folgenden binären Werten erstellt wird, die der Kanal innerhalb der L Gruppen einnimmt, wobei das letzte Wertzeichen des Zählers die Möglichkeit bietet, über den Wert zu entscheiden, der mehrheitlich innerhalb der L Gruppen vertreten ist.
Gemäß einer Ausführungsvariante wird die Anzahl an Bit-Übertragungsfehlern, die einem spezifizierten Kanal entsprechen, durch die folgende Gleichung definiert: Ne = (1 + (NT/N) – |x|)/2,

NT: = L*N entspricht der Anzahl an Rastern, aus denen das Raster zusammengesetzt ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante ändert sich die Anzahl an Analysefenstern zur Entscheidung über den statischen Charakter eines Kanals in Abhängigkeit von der Übertragungsqualität, die zwischen der Kompressionsvorrichtung und der Dekompressionsvorrichtung herrscht.
Gemäß einer Ausführungsvariante wird eine Information in den Header eines Datenblocks integriert, um die Anzahl an verwendeten Analysefenstern anzugeben.
Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst diese Information:

– 0, wenn die Mittel zur Fehlererfassung, deren Typ einen Demodulator beinhaltet, eine Verbindungsqualität unterhalb eines ersten Grenzwerts messen,
– 1, wenn die Mittel zur Erfassung eine Verbindungsqualität oberhalb dieses ersten Grenzwerts messen,
– eine Zahl eindeutig höher als 2, deren Bedeutung zunimmt, wenn der gemessene Fehlergrad einen vordefinierten Wert (x) für das Verhältnis NT/N überschreitet.

Die Erfindung hat außerdem ein Daten-Telekommunikationssystem zum Gegenstand, das eine Kompressionsvorrichtung und eine Dekompressionsvorrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Lage ist, das Verfahren gemäß der Erfindung umzusetzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Durchlesen der folgenden Beschreibung der Ausführungsvarianten, die als Beispiel dienen und keinen einschränkenden Charakter aufweisen, sowie anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, wobei:
Die bereits beschriebene 1 ein Satelliten-Datenübertragungsnetz bekannten Typs darstellt,
die bereits beschriebene 2 ein aus der Vermittlungszentrale stammendes und auf eine Verkehrsstation angewandtes Raster gemäß dem früheren Stand der Technik darstellt,
die bereits beschriebene 3 eine schematische Darstellung eines Teils der Infrastruktur eines GSM-Netzes ist, die das Funk-Subsystem umfasst,
4 ein Satelliten-Datenübertragungssystem gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung darstellt,
5 den Aufbau einer Signalsender-/Empfangsvorrichtung für einen Satelliten innerhalb einer Infrastruktur zellularer Netze vom Typ GSM darstellt,
6 die Struktur des zu über die Schnittstelle A-bis oder A-ter zu übertragenden Rasters darstellt,
6' eine Signalsender-/Empfangsvorrichtung darstellt, die einen Kompressor und einen Dekompressor gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst, die in dem vorrangigen Patentantrag INV1 beschrieben ist, den die Antragstellerin unter der Nummer FR 01 11 048 eingereicht hat und dessen Inhalt im vorliegenden Antrag enthalten ist, im Folgenden als vorrangiger Antrag INV1 bezeichnet,
7 eine Raster-Kompressionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung des vorrangigen Patentantrags INV1 darstellt,
8 das Vergleichsprinzip gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung des vorrangigen Patentantrags INV1 für einen gegebenen Zeitschlitz des Inhalts über mehrere, aufeinander folgende Raster darstellt,
9 die Struktur eines Datenblocks darstellt, der vom Wiederherstellungsblock des Kompressors gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung des vorrangigen Patentantrags INV1 geliefert wird,
10 die Verkehrsschwankungen in einer Verkehrsstation bei 16 gleichzeitigen Sprachverbindungen darstellt,
11 eine Dekompressionsvorrichtung für Datenblöcke gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung des vorrangigen Patentantrags INV1 darstellt,
12 eine Variante der Dekompressionsvorrichtung für Datenblöcke aus 11 darstellt,
13 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des Kompressionsverfahrens gemäß der Erfindung aus INV1 darstellt,
14 eine Ausführungsvariante der Kompressionsvorrichtung gemäß der Erfindung aus INV1 darstellt,
15 eine Ausführungsvariante der Dekompressionsvorrichtung gemäß der Erfindung aus INV1 darstellt,
16 eine Ausführungsvariante eines komprimierten Rasters oder eines komprimierten Datenblocks gemäß der Erfindung aus INV1 darstellt,
17a und 17b Konfigurationen zur Fehlererzeugung in einem komprimierten Raster gemäß INV1 darstellen,
18 ein Diagramm darstellt, in dem der Probennahme-Zeitraum des Referenzmusters und seine Übertragung im System, die aufeinander folgenden Zustände eines gegebenen Kanals und die Zeitpunkte, in denen das Kompressionsverfahren aus INV1 gemäß INV1 ausgelöst werden, dargestellt sind,
19 das gleiche Diagramm, jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
20 eine Ausführungsvariante der statistischen Analyse darstellt, die gemäß der Erfindung durchgeführt wird, die eine Reihe von Zählern umfasst,
21 die Veränderung eines dieser Zähler im Verlauf der Zeit ohne Übertragungsfehler in dem entsprechenden Kanal darstellt,
22 die Veränderung des gleichen Zählers mit zwei Übertragungsfehlern in diesem Kanal darstellt.
In dem vorliegenden Antrag sind die Elemente, die identische oder gleichwertige Funktionen erfüllen, mit den gleichen Referenznummern bezeichnet.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung gemäß dem vorliegenden Antrag, ungeachtet der Integration des Inhalts aus dem vorrangigen Antrag INV1 sowie von INV1 aus Gründen der Klarheit des Kontexts und der erheblichen Bedeutung nur anhand von 18 beschrieben wird.
In 4 wurden die Elemente des Telekommunikationssystems aus 1 übernommen. Das System umfasst zwei Telefon-Vermittlungszentralen 14, 15, wobei jede Zentrale einerseits mit einer Vielzahl von Fernsprechteilnehmern 16, 17 und andererseits mit einer Verkehrsstation 12, bzw. 13 verbunden ist. Die Vermittlungszentralen liefern Raster mit 2 Mbit/s, die in 2 dargestellt sind und die im Folgenden in 6 in Bezug auf 5 genauer erläutert werden. Jede Verkehrsstation 12, 13 ist mit einer Signalsender-/Empfangsvorrichtung 26 verbunden, die wiederum mit einer Satellitenantenne 28, 29 verbunden ist.
In 5 ist der Aufbau der Vorrichtung 26 innerhalb einer Infrastruktur zellularer Netze vom Typ GSM dargestellt. Es ist festzustellen, dass die Vorrichtung 26 im BSC 22 enthalten oder an der Schnittstelle A-ter angeordnet sein kann.
Die Vorrichtung 26 ist in 6' detaillierter dargestellt. Sie umfasst ein erstes Eingangs-/Ausgangspaar, das mit der Schnittstelle E1 verbunden ist, die an den BSC 22 angeschlossen ist. Dieses Eingangs-/Ausgangspaar ist mit einer Raster-Kompressions-/Dekompressionsvorrichtung 30 verbunden, die im Folgenden detailliert erläutert wird. Diese Vorrichtung ist im Übrigen mit einem Modem 31 verbunden, das den Versand/Empfang von Zeitschlitzen im Vollduplex gewährleisten soll, wobei es sich bei dem Übertragungsmodus um TDMA handelt. Das Modem 31 ist mit dem Eingang/Ausgang eines Funk-Signalverarbeitungsblocks 32 verbunden, der mit der Antenne 28, bzw. 29 verbunden ist.
Das System umfasst außerdem auf bekannte Weise eine Ressourcen-Vermittlungsstelle 10 und einen Satelliten 11, über den die Verbindungen zwischen den Stationen übertragen werden.
Ein erster Eingang der Vorrichtung 26 ist mit einem ersten Eingang des ersten Paars der Vorrichtung 30 verbunden, der mit einem Eingang der Raster-Kompressionsvorrichtung 301 verbunden ist und ein Ausgangssignal an einen ersten Ausgang der Vorrichtung 30 zum Modem 31 liefert, während ein zweiter Eingang der Vorrichtung 30 das Modem mit einer Raster-Dekompressionsvorrichtung 302 der Vorrichtung 30 verbindet, die ein Signal aus dekomprimierten Rastern an einen Ausgang der Vorrichtung 26 zum BSC liefert. In dem Bemühen um Kürze wird die Raster-Kompressionsvorrichtung im Folgenden Kompressor genannt, während die Raster-Dekompressionsvorrichtung als Dekompressor bezeichnet wird.
Der Kompressor 301 gewährleistet die Kompression der zu übertragenden Raster und die Anpassung des resultierenden Datenblockformats an die Schnittstelle, die vom Modem 31 im Sendemodus bereitgestellt wird, d.h. eine Schnittstelle vom Typ Ethernet, IP oder ATM.
Der Dekompressor 302 gewährleistet die Anpassung an die Schnittstelle, die vom Modem 31 im Empfangsmodus (im Allgemeinen identisch mit dem auf Sender-Modemseite verwendeten Modus) bereitgestellt wird, sowie die Wiederherstellung der Raster, die am Eingang des Kompressors angelegt werden.
In 6 wird die typische Struktur eines über die Schnittstelle A-bis oder A-ter der zellularen Netze vom Typ GSM zu übertragenden Rasters 60 dargestellt. Es ist anzumerken, dass sich die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Schnittstelle beschränkt, sondern sich auf alle Arten von Schnittstellen erstreckt, insbesondere auf Schnittstellen in nicht zellularen Netzen.
Jedes Raster ist in eine feste Anzahl an Zeitschlitzen („Time slot" auf Englisch) unterteilt, und wenn gemäß den Empfehlungen G.703/G.704 der ITU-T 32 Zeitschlitze für E1-Raster vorliegen, übermittelt jeder Zeitschlitz ein Byte. Der Zeitschlitz mit der Bezeichnung 0 ist der Synchronisierung der Rasterübertragung vorbehalten, um den Rasterempfang auf Seiten des Zielgeräts zu synchronisieren. Im Allgemeinen beträgt die Frequenz des Rasters 8 kHz, was die Möglichkeit zur Übertragung von 31 Kanälen à 64 kHz bietet, d.h. jeweils eines Kanals pro Intervall.
Im vorliegenden Fall einer Erweiterung von zellularen Netzen durch einen Satellit ist jedes Byte wie folgt unterteilt:

– entweder umfasst jedes Byte 4 Nibbles („Nibble" ist der englische Begriff für ein 2-Bit-Byte), wobei jedes Nibble einen Kanal mit 16 kbps überträgt; dies ist insbesondere bei der Übertragung des Kanals der Fall, der an den Schnittstellen A-Bis und A-Ter auf 16 kbps komprimiert wird,
– oder jedes Byte überträgt 8 auf halbe Bitrate komprimierte Sprachkanäle, wobei jedes Bit in diesem Fall einem Sprachkanal entspricht,
– oder das Byte ist nicht unterteilt, was bei der Datenübertragung im GPRS-System („Global Packet Radio Service") (Nutzerdatenkanäle mit 64 kbit/s) oder bei der Übertragung der Zeichengabe der Fall ist,
– weitere Alternativen können vorhanden sein: beispielsweise 2 Kanäle mit 32 kbps, 1 Kanal mit 32 kbps und 2 Kanäle mit 16 kbps etc.

In 7 ist der Kompressor 301 gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung aus dem vorrangigen Antrag INV1 dargestellt.
Die Funktionsweise des Kompressors wird im Folgenden beschrieben:
Zunächst liest er den Inhalt jedes Rasters aus. Dazu synchronisiert er sich mit dem Referenz-Zeitschlitz 0 und liest die Daten aus, die in den darauf folgenden Zeitschlitzen vorhanden sind.
Anschließend führt er eine Kompression der aus dem Raster ausgelesenen Daten durch. Dieser Prozess ist von der Struktur des jeweiligen Zeitschlitzes abhängig. Zu diesem Zweck sind zwei Vorgehensweisen möglich:

– Die Struktur des Rasters (Anzahl an genutzten Zeitschlitzen und Position dieser Zeitschlitze innerhalb des Rasters) und die Struktur der jeweiligen Zeitschlitze werden durch die Konfiguration definiert: 4 Kanäle zu 16 kbit/s (Nibble-Struktur), anschließend 8 Kanäle zu 8 kbit/s (Bit-Struktur), anschließend ein Kanal mit 64 kbit/s ...
– oder der Kompressor legt die Struktur der jeweiligen Zeitschlitze anhand einer Lernsequenz selbst fest, indem er die Veränderungen der einzelnen Bits auf statistische Weise analysiert und diese Veränderungen mit den benachbarten Bits abgleicht, um Übereinstimmungen der Zustandsänderungen festzustellen; es wurde vereinbart, dass sich die Konfiguration der übertragenen Raster im Allgemeinen nicht ändert, und dass auf diese Weise eine Lernsequenz durchgeführt werden kann, um den Kompressor nicht in Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatz konfigurieren zu müssen.

In 7 ist die Raster-Kompressionsvorrichtung 301 gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung aus dem vorrangigen Antrag INV1 dargestellt. Folgendes Kompressionsprinzip wird vom Kompressor umgesetzt: Da die Struktur des Zeitschlitzes bekannt ist, vergleicht der Kompressor den Inhalt des aktuellen Zeitschlitzes mit dem Inhalt des gleichen Zeitschlitzes in den vorhergehenden Rastern. Dieses Prinzip ist in 8 schematisch dargestellt, in der das Vergleichsprinzip für den Referenzzeitschlitz 2 über einen Zeitraum von 6 Rastern dargestellt ist.
Die Datenraster werden am Eingang 33 des Kompressors 301 eingegeben, der mit dem Eingang des ersten Eingangs-/Ausgangspaars der Vorrichtung 26 verbunden ist. Dieser Eingang 33 ist mit einem Raster-Pufferspeicher 34 („Buffer" auf Englisch) verbunden, der das aktuelle Raster speichert und mit einer FIFO-Logik (vom Englischen „First In First Out") arbeitet. Der Ausgang dieses Pufferspeichers 34 ist mit einem Eingang eines Ablagespeichers 35 für das dem aktuellen Raster vorhergehende Raster, das im Speicher 34 abgelegt ist, verbunden. Der Ausgang des Speichers 34 ist außerdem mit einem Eingang eines Analyseblocks 36 verbunden, dessen Eingang im Block 26 mit einem Vergleichsblock 361 verbunden ist. Dieser Block 361 ist dazu bestimmt, das aktuelle Raster mit dem vorhergehenden Raster zu vergleichen, das er an einem zweiten Eingang empfängt, der mit einem Ausgang des Ablagespeichers 35 verbunden ist. Der Analyseblock 36 umfasst außerdem einen Block 362 zur Erfassung von Zustandsänderungen, dessen Eingang mit dem Ausgang des Vergleichsblocks 361 verbunden ist, und eine Zustandsmaschine 363, die mit dem Ausgang des Erfassungsblocks 362 verbunden und dazu bestimmt ist, den aktiven oder statischen Zustand der einzelnen übertragenen Elemente (beispielsweise der übertragenen Nibbles) festzustellen, wie im Folgenden erläutert wird. Der Ausgang des Speichers 34 übermittelt außerdem das aktuelle Raster an den Eingang eines Extraktors 37 für aktive Elemente, wobei dessen Eingang mit dem Ausgang der Zustandsmaschine 363 des Analyseblocks verbunden ist. Der Ausgang der Zustandsmaschine ist parallel mit einem Zustandscodierer 41 verbunden, der Kompaktcodes zur Identifikation der aktiven Elemente liefern soll, wobei dies auf systematische Weise bei der Funktion oder bei der Erfassung einer Änderung des Aktivitätszustands der Elemente, aus denen das Raster besteht, ausgeführt wird. Der Ausgang des Speichers 34 ist schließlich mit dem Eingang eines Raster-Synchronisierungsblocks 38 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Rasterzählers 39 verbunden ist. Dieser Zähler 39 übermittelt eine für das aktuelle Raster spezifische Nummer an einen ersten Eingang eines Datensammelblocks 40, wodurch Datensammelblöcke der für das aktuelle Raster spezifischen Daten erstellt werden. Die vom Zähler 39 übermittelte Nummer ermöglicht die Identifizierung des aktuellen Rasters. Ein zweiter Eingang des Sammelblocks 40 ist mit dem Ausgang des Extraktors 37 verbunden, während ein dritter Eingang mit dem Ausgang des Codierers 41 verbunden ist.
Der Sammelblock 40 erstellt einen Datenblock entsprechend einem Verfahren, das im Folgenden erläutert wird, und liefert diesen an den Ausgang eines Ausgangs-Pufferspeichers 42. Vorzugsweise werden mehrere Blöcke in diesem Speicher 42 vor der Übertragung an eine physische Ausgangsschnittstelle 43 des Kompressors 301 verkettet, die die Anpassung an den zur Verbindung mit dem Sendemodem 31 (Ethernet, IP oder ATM) verwendeten Schnittstellentyp gewährleistet.
Das vom Kompressor umgesetzte Kompressionsverfahren implementiert die folgenden Schritte:
Der Analyseblock 36 analysiert die Änderungen des Inhalts, indem er sich auf die Struktur des Rasters stützt, die im vorgestellten Fall durch die Konfiguration erstellt wird (beispielsweise Nibble für Nibble bei einem Raster mit Nibble-Struktur), und erfasst die Zustandsänderungen. Dies erfolgt innerhalb des Analyseblocks, indem jeder Nibble im Vergleichsblock mit dem entsprechenden Nibble zumindest des vorhergehenden Rasters verglichen wird, wobei das Ergebnis an den Erfassungsblock 362 geliefert wird, der den Aktivitätszustand, aktiv oder statisch, an die Maschine 363 liefert, je nachdem, ob eine Änderung des Nibble-Zustands erfolgt ist oder nicht. Wenn sich ein Nibble eine festgelegte Anzahl von Malen, beispielsweise drei Mal nicht ändert (die Anzahl kann wesentlich höher sein, dies ist in der Zustandsmaschine 363 konfigurierbar), übermittelt die Zustandsmaschine 363 über den Zustandscodierer 41 an den Block 40, dass der Inhalt dieses Nibbles nicht mehr aktualisiert wird; der Zustand des Nibbles gilt dann als statisch. Der Kompressor unterbricht dann die Übertragung des betreffenden Nibbles.
Im Gegensatz dazu wird die Übertragung seines Inhalts sofort wieder aufgenommen, sobald sich der Zustand eines Nibbles, während er als statisch erfasst wird, ändert, wobei die Zustandsmaschine einen Kompaktcode zur Aktivierung des Nibblezustands über den Zustandscodierer an den Block 40 übermittelt.
Die Codes, die an den Block 40 übertragen werden, sind repräsentativ für die Änderungen des Elementzustands (beim Vorhandensein von Nibbles) und hängen von der Struktur dieser Elemente ab. Entsprechend einer Konvention (die natürlich umgekehrt oder geändert werden kann) zeigt eine 1 ein aktives Element an, eine 0 zeigt an, dass ein Element innerhalb einer Bitfolge, die den Zustand der übertragenen Elemente darstellt, statisch ist; für eine Einheit aus zwei aufeinander folgenden Zeitschlitzen, die jeweils vier Nibble übermitteln, könnte beispielsweise die folgende Code-Kombination vorliegen: 1010 1111, d.h. AF in Hexadezimalwerten. Diese Abfolge ist repräsentativ für sechs aktive Nibbles und zwei inaktive Nibbles (denen der Code 0 zugeordnet wurde). Der inaktive Code für den Zustandswechsel wird sofort übertragen, sobald ein Element des Rasters vom statischen in den aktiven Zustand wechselt.
Um die zur Zeichengabe des Zustandswechsels übertragenen Raster nicht zu überlasten, wird eine Verweilzeit für die Anzeige des Übergangs eines oder mehrerer Elemente vom aktiven in den statischen Zustand eingerichtet. Einerseits verfügt der Kompressor über einen vorprogrammierten Speicher 3631 der Zustandsmaschine 363, der (beispielsweise) mindestens drei Raster zählt, um die Übereinstimmung des betreffenden Elements über diese drei Raster zu überprüfen, aber zudem speichert der Pufferspeicher 42 des Kompressors mindestens N Raster in Bezug auf die Angabe des vorhergehenden Zustandswechsels; dies bietet die Möglichkeit für einen zeitlichen Abstand zwischen den Zeichengaben zum Zustandswechsel und verhindert eine Überlastung der Verbindung.
Geht ein Element dagegen vom statischen Zustand in den aktiven Zustand über, ist die Zustandsmaschine entsprechend programmiert, den Zustandsänderungscode des Rasters sofort zu übermitteln.
Der Zustandsänderungscode des Rasters, oder Zustandscode, umfasst sämtliche Zustandscodes der Elemente, die von dem Raster übermittelt werden, jedoch nur für die genutzten Zeitschlitze, wobei diese Zustandscodes gemäß dem oben definierten Verfahren erstellt werden.
Für ein Raster, das zur Übertragung von zwei Zeitschlitzen genutzt wird, bedeutet der vom Codierer erstellte Code 00AF beispielsweise, dass alle Elemente des ersten Zeitschlitzes statisch sind, während die Elemente des zweiten Zeitschlitzes aktiv sind, mit Ausnahme der Nibble 2 und 4 (siehe oben stehendes Beispiel 1010 1111). Auf diese Weise dient der Zustandsänderungscode, im Folgenden Zustandscode genannt, als Angabe zur Lokalisierung der aktiven Elemente des Rasters. Dieser Zustandscode über die Zustandsinformationen wird vom Codierer 41 an den Ausgang der Zustandsmaschine geliefert.
Da die Nibbles somit ausschließlich zwei stabile Zustände, d.h. statisch oder aktiv, aufweisen können, werden vom Sammelblock nur diejenigen Nibbles übermittelt, die ihm als aktiv gemeldet wurden, wobei Füllzeichen-Bits eingefügt werden, um den Datenblock in Abhängigkeit von den Vorgaben der verwendeten Schnittstelle zu vervollständigen. Diese Füllzeichen-Bits werden von einem Manager 401 für Füllzeichen-Bits generiert, der in den Sammelblock integriert ist. Diese Füllzeichen-Bits werden im Folgenden noch genauer erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass es möglich ist, diesen Raum im Raster zu nutzen, um anstelle von nicht nutzbaren Füllzeichen-Informationen kritische Daten zur effizienten Wiederherstellung von Rastern zu wiederholen, beispielsweise Zustandscode oder Rasternummer.
In 9 ist die Struktur eines Datenblocks 44 dargestellt, der von dem Sammelblock 40 des Kompressors erstellt wurde. Der Block 44 umfasst einen komprimierten Datenblock 441, der die zu übertragenden Nibbles und den Zustandscode des aktuellen Rasters, z.B. 00AF umfasst. Dieser Zustandscode ist repräsentativ für die Position der aktiven Elemente innerhalb des betreffenden Rasters.
Um der Dekompressionsvorrichtung am anderen Ende der Übertragungskette eine Zustandsänderung zu melden (die Dekompressionsvorrichtung wird im Folgenden noch erläutert), fügt der Kompressor dem Zustandscode des aktuellen Rasters, z.B. 00AF, über den Codierer 41 oder den Block 40 einen spezifischen Code 443 hinzu, der die Anwesenheit eines Zustandscodes 442 innerhalb des Blocks angibt, was bedeutet, dass der übertragene Datenblock einem Fall von Zustandswechsel entspricht. Gemäß einer Variante werden nicht, wie oben erläutert, spezifische Codes hinzugefügt, die den Zustandscode des aktuellen Rasters begleiten, sondern der Dekompressor erfasst das Vorhandensein eines Zustandscodes anhand einer Analyse der Länge des empfangenen Datenblocks. Sobald der Block eine unterschiedliche Länge aufweist, ist der Dekompressor in der Lage, daraus abzuleiten, dass am Blockende ein Zustandscode vorhanden ist.
Außerdem wird eine Rasternummer 444 in den Header des komprimierten Datenblocks gesetzt, der die Synchronisierung der Datendekompression und die Berücksichtigung von Fällen des Datenblockverlusts in der Übertragungskette gewährleisten soll. Diese Rasternummer wird mittels der Kapazität des zu diesem Zweck verwendeten Zählers berechnet (z.B. 8 Bit oder 16 Bit).
Der auf diese Weise erstellte Datenblock wird in das Ethernet-Raster, das IP-Paket oder die ATM-Zelle eingekapselt, in Abhängigkeit von dem eingesetzten Übertragungsmodus.
Vorzugsweise werden mehrere Blöcke vor der Einkapselung im Pufferspeicher 42 verkettet, um die mit der Einkapselung verbundene hohe Bitrate zu reduzieren.
Die physische Ausgangsschnittstelle 43 gewährleistet die Anpassung an den Schnittstellentyp, der für die Verbindung mit dem Sendemodem eingesetzt wird (Ethernet, IP, ATM).
Es ist darauf hinzuweisen, dass ein Vorteil bei der Auswahl des IP-Protokolls gegenüber Ethernet darin besteht, dass es die Möglichkeit bietet, optimierte Leitweglenkungs- und automatische Umleitungsfunktionen im Fall einer Verbindungsstörung zu integrieren.
An dieser Stelle folgt die detailliertere Erklärung der Bedeutung der oben genannten Füllzeichen-Bits. Zu diesem Zweck wurden in 10 die Schwankungen beim Verkehr in einer Verkehrsstation 16 bei gleichzeitigen Sprachkommunikationen dargestellt, unter Berücksichtigung von Gesprächspausen. Diese Schwankungen folgen einem statistischen Profil: Die Wahrscheinlichkeit, dass die 16 Kanäle gleichzeitig aktiv sind, ist sehr gering, ebenso wie die Wahrscheinlichkeit, dass in den 16 Kanälen gleichzeitig Pausen sind; im Durchschnitt sind 8 von 16 Kanälen aktiv.
Da der Kompressor jedoch mit einem Satelliten-Übertragungssystem verbunden ist, das eine DAMA-Funktion umfasst, erfolgt die Zuordnung der Satelliten-Ressourcen in einem langsamen Rhythmus, beispielsweise alle 1,6 Sekunden, während im Verlauf dieser 1,6 Sekunden eine Reihe von Gesprächsteilnehmern von einer Gesprächspause zum Sprechen übergeht und es in diesem gleichen Zeitraum nicht zwangsläufig genauso viele sind, die vom Sprechen zu einer Gesprächspause übergehen, was den zusätzlichen Spielraum erklärt, der in etwa gleich 50 % beträgt, zwischen den Kanalzuordnungen durch das System für die betreffende Verkehrsstation und den tatsächlich darin genutzten Kanälen. Da das Ressourcen-Zuordnungssystem im Allgemeinen keine Möglichkeit zur automatischen Berücksichtigung eines Spielraums bietet, fügt der Kompressor Toleranzbits hinzu, die im Vergleich zum effektiven Bedarf eine höhere Belegung von Übertragungsressourcen simulieren. Diese zusätzlichen, nicht zur Übertragung von Nutzdaten verwendeten Bits werden zum Zwecke der Redundanz von kritischen Informationen genutzt, wie beispielsweise Zustandscode oder Rasternummer. Sobald die Dekompressionsvorrichtung jedoch mehr Elemente übertragen muss als im vorhergehenden Zyklus, nutzt sie die Toleranzbits, um diese zu übertragen, auf Kosten der Übertragung von redundanten Informationen, wobei der Zustandscode die Angabe ermöglicht, welche neuen Elemente aktiv sind. Dieser Prozess, der auf der Nutzung von gültigen Toleranzbits basiert, ermöglicht eine gleichmäßige Auslastung der genutzten Verbindung und damit die Anpassung der Kompressions-/Dekompressionsvorrichtung gemäß der Erfindung des vorrangigen Antrags (INV1) an die Trägheit, die der herkömmlicherweise genutzte Ressourcen-Zuordnungsmechanismus aufweist, wobei gleichzeitig die Übertragung von Bits ohne jeglichen Nutzen vermieden wird. Es ist festzustellen, dass dieser Spielraum umso mehr reduziert werden kann, desto kürzer der Ressourcen-Zuordungszyklus ist. Wird dieser Spielraum so weit reduziert, dass es nicht mehr möglich ist, einen Zustandscode oder eine vollständige Rasternummer zu übertragen, besteht eine vorteilhafte Lösung darin, diese redundanten Informationen in mehreren, aufeinander folgenden Datenblöcken zu multiplexen, indem die zyklische Wiederholung dieser Informationen durch einen Nahtstellenindikator zeitlich voneinander abgegrenzt wird, und indem berücksichtigt wird, dass sich diese gebündelten Informationen auf den Block beziehen, der den Nahtstellenindikator für Wiederholungen enthält.
Da die Aufgabe der DAMA-Funktion darin besteht, eine dynamische Aufteilung des zugeordneten Frequenzbands in Abhängigkeit vom aktuellen Bedarf der jeweiligen Station zu gewährleisten, unter Berücksichtigung von N Stationen mit einem ausgeglichenen, aktuellen Verkehr, und in dem Bemühen um Vereinfachung mit 16 Gesprächen an jeder Station, ist ein erheblicher statistischer Multplexinggewinn zu verzeichnen, wenn N hoch genug ist (mindestens 10).
Ist N = 1, entsprechen die für die 16 Gespräche reservierten Ressourcen genau der Übermittlung von 16 Gesprächen, d.h. 16 × 16 kbit/s (ein Gespräch erfordert 16 kbit/s im Bereich der Schnittstelle A-bis). Ist N jedoch größer (über 10), nähert man sich dem Idealfall, in dem eine Reservierung von 50 % des gesamten Frequenzbands für eine Station, d.h. 8 × 16 kbp/s pro Station, oder für alle 10 Stationen 10 × 8 × 16 kbps für eine gegebene Richtung ausreichend ist, wobei diese Menge für beide Richtungen verdoppelt wird.
Anstatt eine statische Reservierung von Ressourcen für jede Station durchzuführen, erfolgt eine dynamische Zuordnung der Ressourcen.
Mit dem Kompressor/Dekompressor gemäß der Erfindung des vorrangigen Antrags INV1 nutzt man die Funktion zur Erfassung der Aktivität von Nibbles, um die Ressourcen-Vermittlungsstelle 10 über den aktuellen Bedarf der Stationen zu informieren. In diesem Fall erfolgt alle 1,6 Sekunden eine Ressourcenzuordnung und die aktuelle Ressourcenzuordnung basiert auf den Statistiken für den vorhergehenden Verkehrszyklus von 1,6 Sekunden.
Auf der Basis dieser Information zum aktuellen Bedarf, die vom Kompressor/Dekompressor gemäß der Erfindung des vorrangigen Antrags INV1 geliefert wird, erhöht die Ressourcen-Vermittlungsstelle künstlich die Größe der übertragenen Pakete, indem in jedes übertragene Paket zusätzliche Bits eingefügt werden, um über einen ausreichenden Ressourcenspielraum zu verfügen.
Wenn der aktuelle Bedarf einer Station beispielsweise in der Übertragung von 50 Byte pro 2,5 ms besteht, werden beispielsweise 10 zusätzliche Bytes eingefügt, damit bei der Übertragung keine Nibbles verloren gehen, wenn die Anzahl an erfassten, aktiven Nibbles vor der nächsten Ressourcenzuordnung um 20 % erhöht wird. Wenn diese Vorsichtsmaßnahme zur Reservierung eines zusätzlichen Spielraums nicht durchgeführt wird, wird das zur Übertragung verwendete Sendemodem gesättigt und weist die überschüssigen Pakete zurück, die es aufgrund der Übertragungskapazität, die ihm für den aktuellen Zyklus zugewiesen wurde, nicht übertragen kann.
Die Informationen der zusätzlichen Bits, die die genannten zusätzlichen Bytes bilden, die den Übertragungspaketen hinzugefügt werden, können zwei Typen aufweisen:

– entweder Füllzeichen-Informationen, die für die Datenübertragung nicht relevant sind und aus den oben genannten Gründen ausschließlich als Bitraten-Spielraum dienen,
– oder Nutzinformationen zur Wiederholung der für die Übertragung kritischsten Daten: Wiederholung von Zustandscode, Rasternummer und eventuell Wiederholung der Header-Bits.

Möglicherweise kann auch eine Kombination aus beiden Informationstypen vorliegen.
Es ist anzumerken, dass sich die Wiederholung des Zustandscodes als sehr wichtig erweisen kann, da der Verlust oder der schlechte Empfang des Zustandscodes im Empfängergerät eine Störung des Raster-Wiederherstellungsverfahrens zur Folge haben könnte, was sich in einem Versatz der Nibbles innerhalb des wiederhergestellten Rasters äußern würde.
Der oben beschriebene Prozess wird als Kompression Stufe 1 bezeichnet. Die Kompression Stufe 2 ergänzt die erste Stufe, indem eine identische Zeichengabe mit einem Zustandscode analog zu dem in Stufe 1 beschriebenen Zustandscode eingesetzt wird. Sie erfolgt durch Identifikation des Inhaltstyps, der von dem betreffenden Übertragungskanal übermittelt wird. Jedes Gespräch wird einem Zeitmultiplex um einen Nibble in jedem Raster für einen komprimierten Kanal mit 16 kbps unterzogen. Dieses Zeitmultiplexing ist wiederum in Raster eingeteilt, beispielsweise in Raster zu 320 Bit alle 20 ms. Im Verlauf eines Gesprächs ist ein Gesprächspartner entweder aktiv oder schweigt. Auf für das betreffende Gerät nicht spezifische Weise wird die Übertragung der Raster während Gesprächspausen aufrecht erhalten, ein Indikator innerhalb des Rasters ermöglicht jedoch die Anzeige, dass dieses Raster nicht aktiv ist. Die Kompression Stufe 2 nutzt diesen Indikator, um die Übertragung von Daten in Bezug auf die komprimierte Stimme auszusetzen und nur die Nutzelemente des Rasters mit 320 Bit zu übertragen. Während der Dauer der Übertragung von Nutzinformationen ist das Bit, das der Position des betreffenden Elements im Eingangsraster der Kompressionsvorrichtung entspricht, innerhalb des Zustandscodes Stufe 2 aktiv, anschließend wird das Bit, sobald diese Nutzinformationen übermittelt wurden, in den inaktiven Zustand zurückgesetzt. Dieser Prozess ermöglicht eine gesteigerte Effizienz der Kompressionsvorrichtung Stufe 1, indem er sie durch Interpretation der nicht statischen Elemente, die jedoch keine Nutzdaten umfassen, erweitert.
In 11 ist eine Dekompressionsvorrichtung oder ein Dekompressor 302 gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung aus dem vorrangigen Antrag INV1 detailliert dargestellt. Ein mit dem Empfangsmodem 31 verbundener Eingang ist mit einer physischen Schnittstelle 45 verbunden, die die Anpassung der Raster (Ethernet, IP oder ATM) an das Format der komprimierten Datenblöcke gemäß dem dargestellten Kompressionsverfahren gewährleistet.
Der Ausgang dieser Schnittstelle 45 ist mit dem Eingang eines Pufferregisters 46 vom Typ FIFO verbunden, das die empfangenen Datenblöcke speichert.
Ein erster Ausgang des Registers 46 ist mit einem Extraktor 47 für die Rasternummer 444 verbunden, während ein zweiter Ausgang mit einer Vorrichtung 48 zum Einfügen von aktiven Elementen in das aktuelle Raster verbunden ist und ein dritter Ausgang des Registers 46 ist wiederum mit einem Detektor 49 für den Zustandscode verbunden.
Ein in den Dekompressor integrierter Rasterzähler 50 wird bei Errichtung der Verbindung mit einem negativen Offset in Bezug auf die empfangene Rasternummer initialisiert. Diese Vorkehrung ist dazu bestimmt, einen Aufschub aufgrund einer Verzögerung der empfangenen Raster gegenüber dem Zählerwert zu verhindern.
Ein Komparator 501 vergleicht den Wert der Rasternummer im Extraktor 47 und im Zähler 50. Stimmen Zählerwert und Rasternummer, die dem vorhandenen Block im Pufferregister 46 zugeordnet ist, überein, befiehlt der Komparator einem Speicher 51, der das vorhergehende Raster enthält, dieses an einen Eingang der Einfügevorrichtung 48 zu liefern.
Der Detektor 49 für den Zustandscode erfasst den dem empfangenen Datenblock zugeordneten Zustandscode und liefert ihn an den Eingang eines Zustandsregisters 52, dessen Ausgang mit einem anderen Eingang der Einfügevorrichtung 48 verbunden ist.
Schließlich liefert das Speicherregister 46 den empfangenen Datenblock an einen dritten Eingang der Einfügevorrichtung 48. Auf diese Weise stellt die Einfügevorrichtung 48 bei einer Übereinstimung zwischen Rasternummer und Rasterzähler das aktuelle Raster ausgehend von der Wiederholung des vorhergehenden Rasters aus dem Speicher 51 wieder her, indem es die als aktiv gekennzeichneten Elemente durch die Werte ersetzt, die in dem empfangenen Datenblock enthalten sind, sowie auf der Basis der Informationen, die die Position der vom Zustandsregister 52 gelieferten aktiven Elemente angeben.
Das wiederhergestellte Raster wird dann an eine physische Schnittstelle 53 geliefert, die die Anpassung der Datenblöcke an das Format der Raster gewährleistet, die über die Schnittstelle A-bis übertragen werden.
Besondere Aufmerksamkeit ist auf die Tatsache zu richten, dass der Geist der Erfindung aus dem vorrangigen Antrag IVN1 auf höhere Datenschichten ausgedehnt werden kann, wie im Folgenden erläutert wird:
Die innerhalb der zu komprimierenden Raster übertragenen Daten sind im Allgemeinen selbst in die Raster eingekapselt, deren Format urheberrechtlich geschützt sein kann oder nicht. Das Kompressions-/Dekompressionsverfahren kann gemäß dem gleichen Prinzip auf die Kompression der Daten, die sich innerhalb der Raster befinden, ausgedehnt werden. Das Ziel dieser Erweiterung besteht darin, ein noch höheres Kompressionsverhältnis zu erzielen, indem alle überflüssigen Daten eliminiert werden.
Ein Beispiel ist die Einkapselung eines Nutzer-Sprachkanals mit 9,6 kbit/s in ein Raster mit 16 kbit, wobei die Einkapselung erfolgt, indem Synchronisierungs-, Füllzeichen- und Zeichengabebits eingefügt werden. Das zusätzliche Kompressionsverfahren ist dazu bestimmt, die Synchronisierungs- und Füllzeichenbits zu entfernen und nur die Zeichengabebits (Zustandscodes, ...) zu erhalten, die im Sinne der oben beschriebenen Erfassung von aktiven Elementen einen dynamischen Charakter aufweisen.
Die Synchronisierung der Wiederherstellung von ursprünglichen Rastern erfolgt auf implizite Weise, durch Erfassung der Nahtstelle zwischen den übertragenen Datenblöcken.
Besonderes Interesse gilt dabei der Ausführungsweise des Kompressions-/Dekompressionsverfahrens gemäß der Erfindung aus dem vorrangigen Antrag INV1, das im Folgenden beschrieben wird, das in einem automatischen Übergang in den nicht komprimierten Modus besteht:
Der Gewinn an Bandbreite wird ständig ausgewertet. Sobald der durchschnittliche Datenstrom am Ausgang des Nibble-Kompressors in Bezug auf die Bitrate den durchschnittlichen Datenstrom am Eingang überschreitet, wird die Kompressionsvorrichtung kurzgeschlossen, und zwar auf synchrone Weise an der Nahtstelle eines Rasters, und ein Indikator wird an den Dekompressor übertragen, um den Dekompressionsmechanismus auf Seiten des Dekompressors zu deaktivieren. Sobald der durchschnittliche, komprimierte Datenstrom dagegen unter einen bestimmten Grenzwert in Bezug auf den eingehenden Datenstrom abfällt, wird die Kompressions-/Dekompressionsvorrichtung wieder aktiviert.
Der Grenzwert ist dazu bestimmt, ein unerwünschtes Umschalten vom komprimierten Modus in den nicht komprimierten Modus zu verhindern, insbesondere wenn die Auslastung der zu übertragenden Raster nahe der Sättigungsgrenze liegt.
Um jegliche Störungen der Satellitenverbindung zu verhindern, die einen Verlust von Informationen zur Folge haben könnten, eine Veränderung der übertragenen Informationen, d.h. das Einfügen von störenden Informationen und damit eine Störung bei der Wiederherstellung der Raster, zu vermeiden, sind folgende Vorkehrungen vorgesehen, die einzeln oder in Kombination miteinander umgesetzt werden können:

– automatischer Übergang in den nicht komprimierten Modus, sobald die Qualität der Verbindung kritisch wird (Überwachung von E_b/N₀ oder BER) und/oder Auswertung der Fehlererfassung, beispielsweise basierend auf einem CRC, der jedem Ethernet-Raster zugeordnet ist,
– Einfügen von zyklischen Redundanzcodes in die kritischsten Informationen, insbesondere in den Zustandscode, der dazu dient, die korrekte Wiederherstellung dieser Information sicherzustellen,
– Wiederholung des Zustandscodes,
– systematische Übertragung des Zustandscodes, sobald die Qualität der Verbindung über einen bestimmten Grenzwert steigt oder sobald ein Fehler erfasst wird (Fehler in der Rasternummern-Sequenz oder CRC-Fehler),
– Versand des Zustandscodes in einem schnelleren Takt, wenn die Qualität der Verbindung abnimmt,
– Kontrolle der dem empfangenen Datenblock zugeordneten Rasternummer, um Sequenzunterbrechungen zu erfassen, die insbesondere mit dem Verlust eines Rasters zusammenhängen, sowie Analyse der folgenden Rasternummer, um einen vorübergehenden Fehler in der Rasternummer zu korrigieren.

Im früheren Stand der Technik existiert eine Rasterung mit der Bezeichnung IBS („Intelsat Business Services"), die zur Übertragung per Satellit mit dem Strukturtyp des in 6 beschriebenen Rasters genutzt wird. Die Übertragung mit IBS-Rasterung ist sehr verbreitet, denn sie bietet die Möglichkeit N × 64 kbps zu übertragen, wobei N in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Bedarf des Netzbetreibers festgelegt wird. Dagegen enthalten IBS-Modems keine Funktion, die die Möglichkeit bietet, die Bitrate von N×64 kbps in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Inhalt dynamisch zu verändern.
Gemäß einer Ausführungsvariante verteilt die Kompressionsvorrichtung 30 den Verkehr auf zwei oder mehr ihrer Ausgänge, wobei jeder Ausgang eine feste Bitrate bietet, die in Abhängigkeit von der Auslastung aktiviert wird, die sich nach der Kompression durch den Kompressor 301 entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren ergibt. Sobald die komprimierte Bitrate die im ersten Kanal reservierte Bitrate übersteigt, z.B. 5 × 64 kbit/s, wird ein Teil des Verkehrs auf einen zweiten Kanal, z.B. mit 2 × 64 kbit/s, umgeleitet und sobald dieser zweite Kanal wiederum gesättigt ist, schaltet man den zweiten Kanal auf einen dritten Kanal, beispielsweise mit 4 × 64 kbps, um usw., indem man den überschüssigen Verkehr zwischen Kanal 2 und 3 umschaltet, ohne Unterbrechung der Übertragung, aber durch Umleitung des Verkehrs vom permanenten Kanal auf den auf diese Weise erstellten, zusätzlichen Kanal.
Auf Empfangsseite werden die ursprünglichen Raster wiederhergestellt, indem die über den Hauptkanal und den zusätzlichen Kanal empfangenen Datenblöcke verkettet werden.
In 12 ist eine Variante 303 der Dekompressionsvorrichtung 302 aus 11 dargestellt, die ebenfalls vorteilhafterweise in einem beliebigen öffentlichen oder privaten IP-Netz eingesetzt werden kann. Die vorteilhaften Funktionen sind in diesem Fall: Kompression/Dekompression der Daten in Stufe 1 und 2, Einfügen der Rasternummer, Dekompression mit Synchronisierung der Raster am Ausgang und spezielle Verarbeitung, falls das komprimierte Raster zu dem Zeitpunkt, zu dem es wiederhergestellt werden soll, nicht empfangen wird.
Die Datenblöcke 44 gelangen über den Eingang 3030 in den Dekompressor 303. Ein Extraktor 304 für Rasternummern liest die Nummern der einzelnen Raster aus, die ihre Identifizierung ermöglichen. Auf der anderen Seite werden die Blöcke 44 an einen Speicher (305) für die Speicherung von Datenblöcken geliefert. In 12 sind 6 Datenblöcke dargestellt, die anhand ihrer Rasternummern 444 gekennzeichnet sind, jeweils durch einen vollständigen Block dargestellt. Das erste Feld in jedem Block stellt den Zustandscode 442 des Blocks dar und die folgenden Felder entsprechen den komprimierten Daten 441.
In 12 umrandet eine gestrichelte Linie mit der Referenz A insbesondere den mit 11 gemeinsamen Teil zur Wiederherstellung der ursprünglichen Raster. Da dies bereits beschrieben und erläutert wurde, wird an dieser Stelle nicht nochmals darauf eingegangen.
Außerdem umfasst die Vorrichtung 303 eine Initialisierungsschaltung 307 für den Zähler, der die aktuelle Rasternummer sowie die Nummer der im Speicher 305 gespeicherten Datenblöcke empfängt.
Bei der Initialisierung der Dekompressionsvorrichtung initialisiert die Schaltung 307 den Zähler 50, indem sie ihn mit der ersten, vom Dekompressor empfangenen Rasternummer synchronisiert.
Außerdem wird die Synchronisierung anschließend bei einer wiederholten Erfassung einer Abweichung zwischen den empfangenen Rasternummern und dem aktuellen Zähler durch die Initialisierungsschaltung wiederholt.
Die Funktionsweise ist folgendermaßen: Die dekomprimierten Raster sollen im Speicher 305 der Dekompressionsvorrichtung gespeichert werden, solange die ihnen jeweils zugeordnete Rasternummer nicht mit der vom lokalen Rasterzähler ausgestellten Rasternummer übereinstimmt, und zwar unter Berücksichtigung eines negativen Offset, um eine gewisse Flexibilität bei der Wiederherstellung der Raster zu ermöglichen und um zeitliche Schwankungen zu kompensieren, die durch das Übertragungssystem verursacht werden, was bei einer Satellitenübertragung oder in terrestrischen Netzen, wie insbesondere IP, häufig vorkommt, während die Raster bei konstantem und unveränderlichem Takt wiederhergestellt werden müssen. Sobald sich im Bereich des Komparators 501 eine Übereinstimmung ergibt, wird das Raster, für das die Übereinstimmung festgestellt wurde, an den Ausgang der Dekompressionsvorrichtung geliefert.
Entspricht kein Raster der wiederherzustellenden Rasternummer am Ausgang der Dekompressionsvorrichtung, wird das vorhergehende Raster wiederholt und/oder es wird von einem Generator 307 ein Fehlercode zur Meldung eines fehlenden Rasters an eine nicht dargestellte Vermittlungsstelle des Telekommunikationssystems gesandt.
Wenn sich der Fehler einer nicht vorhandenen Übereinstimmung zwischen der aktuellen Rasternummer und der vom lokalen Rasterzähler der Dekompressionsvorrichtung gelieferten Rasternummer in mehreren, aufeinander folgenden Rastern wiederholt, wird der lokale Rasterzähler mit den Kennungen der empfangenen Raster neu synchronisiert.
Der am Ausgang des Rasterzählers angewandte negative Offset dient dazu, einen Spielraum zu erstellen, der die Möglichkeit bietet, den Bereich zeitlicher Schwankungen, die vom Satelliten-Übertragungssystem verursacht werden, abzudecken.
In der schematischen Darstellung in 12 ist zu sehen, dass hier anstelle des FIFO-Prinzips, wie in der Ausführungsvariante in 11, ein Pufferspeicher verwendet wird, der die Möglichkeit bietet, die empfangenen Datenblöcke auf der Basis der jedem Block zugeordneten Blocknummer neu zu ordnen, wobei die Nummer in den ausgefüllten Feldern dargestellt ist, wobei die Initialisierungsschaltung die Möglichkeit bietet, den Zähler am Start zu initialisieren oder jedes Mal dann, wenn eine wiederholte Sequenzunterbrechung auftritt.
Die Initialisierung des lokalen Zählers erfolgt in Abhängigkeit von den Statistiken zur Änderung der Anzahl an Blöcken, die im Pufferspeicher vorhanden sind, indem der minimale Wert so eingestellt wird, dass er, unter Berücksichtigung eines zusätzlichen Spielraums, immer über 1 und unter der Kapazität des Pufferspeichers liegt, ausgedrückt in der maximalen Anzahl an Blöcken.
Wenn die Anzahl an gespeicherten Blöcken die Größe des Pufferspeichers, ausgedrückt in der maximalen Anzahl an Blöcken, erreicht, wird vom Generator 306 eine Alarmmeldung ausgelöst, die angibt, dass ein anormales Verhalten im Netz (zu große zeitliche Schwankungen) festgestellt wurde.
Die Dekompressionsvorrichtung gemäß dieser Variante bietet also den Vorteil, dass sie einerseits dank des Speichers 305 Datenblöcke in ungeordneter Sequenz empfangen kann und andererseits dank eines eingefügten Offsets Schwankungen in der Übertragungsverzögerung unterstützen kann.
Die folgenden Erläuterungen hängen direkt mit dem Geist der Erfindung aus dem Antrag INV1 zusammen.
Das Prinzip der Erfindung besteht in der Analyse des Inhalts der einzelnen Kanäle (der in den vorhergehenden Varianten von zwei Bits übertragen wurde, bei denen es sich jedoch je nach Übertragungsmodus auf nicht einschränkende Weise auch um ein, zwei, vier oder acht Bit handeln kann); wenn der analysierte Kanal aus der aufeinander folgenden Wiederholung eines Referenzmusters oder eines Referenzfensters („Reference pattern" auf Englisch) während des gesamten Analysefensters besteht, wird er komprimiert; für ein Referenzmuster mit 4 Bit, das dem Zustand des betreffenden Bits im Verlauf der 4 letzten, dem aktuellen Analysefenster vorhergehenden Raster entspricht, beispielsweise:

– wenn das Referenzraster z.B. = 1011,
– der Kanal wird komprimiert, wenn der aufeinander folgende Inhalt des betreffenden Kanals im Verlauf des Analysefensters (im vorliegenden Fall in einem Bit codiert) wie folgt lautet: a b c d a b c d a b c d a b c d wenn mindestens ein Bit von der zyklischen Wiederholung des Referenzmusters abweicht, wird der Kanal als aktiv, d.h. als nicht statisch betrachtet, und sein Inhalt wird für das aktuelle Analysefenster vollständig übertragen; für einen komprimierten Kanal werden keine Daten übertragen, mit Ausnahme eines Deskriptors für den aktiven Kanal oder ACD (für „Active Channel Descriptor" auf Englisch), was die Möglichkeit zur Identifikation der Position der aktiven Kanäle innerhalb des wiederherzustellenden Rasters bietet. Der Deskriptor ACD wird auch als Zustandscode bezeichnet (mit der Referenz 442 in den vorherigen Ausführungsvarianten des vorrangigen Antrags).

Anstatt sich daher auf den Zustand eines einzelnen Bits pro Kanal zu stützen, um den Übergang in den statischen Zustand zu erfassen, verwendet man den Zustand des Bits im Verlauf der N letzten Raster, die dem aktuellen Analysefenster vorausgehen.
Eine Ausführungsvariante des Kompressionsverfahrens ist in 13 mit N = 4 dargestellt.
Es ist festzustellen, dass sich die beiden ersten Kanäle des Analysefensters 70 in einem Takt von 4 aufeinander folgenden Rastern, identisch zum Referenzmuster 71 wiederholen, das im Zustand des Kanals während der letzten 4 Raster besteht, die dem aktuellen Analysefenster 70 vorausgehen. In diesem Fall wird die Entscheidung zur Kompression des wiederholten Musters getroffen.
Die Kompressionsvorrichtung 301' gemäß der Erfindung INV1, die in 14 dargestellt ist, ist analog zur Vorrichtung 301 aus
7, mit Ausnahme eines Speichers 34' zur Speicherung von L*N aktuellen Rastern, die das Analysefenster 70 bilden, und eines Speichers 35' zur Speicherung der N Raster, die dem Analysefenster vorausgehen, das das Referenzmuster bildet.
Gleichermaßen ist die Vorrichtung 302' aus 15 analog zur Vorrichtung aus 11, und zwar mit der Ausnahme, dass der Speicher 51 durch einen Speicher 51' zur Speicherung des Referenzmusters (die 4 letzten Datenraster, die dem aktuellen, komprimierten Raster vorausgehen) ersetzt wird.
Das Verfahren ist somit identisch zu dem oben beschriebenen Verfahren aus dem vorrangigen Antrag:

– auf Kompressorseite erfolgt die Unterdrückung der statischen Kanäle des aktuellen Fensters, die Übertragung jedes Analysefensters für den Zustandscode ACD, der die Möglichkeit bietet, die Position jedes aktiven Kanals innerhalb des Eingangsrasters, gefolgt vom verketteten Inhalt jedes aktiven Kanals anzugeben;
– auf Dekompressorseite erfolgt die Extraktion/Erfassung des Zustandscodes ACD durch den Detektor 49, anschließend die Wiederherstellung der Struktur des nicht komprimierten Rasters durch Einfügen des Inhalts jedes aktiven Kanals an die vom Zustandscode ACD spezifizierte Position, wobei für jeden statischen Kanal der Inhalt seines statischen Bits, der dem Referenzmuster entspricht, wiederholt wird (neues Verfahren, anstelle der Beibehaltung des Referenzbits des betreffenden statischen Kanals), und zwar anhand des Vergleichs/der Speicherung des Inhalts der N letzten Raster, die dem Übergang des Kanals in den statischen Zustand vorausgehen. Dieses Referenzmuster wird in regelmäßigen Abständen zwischen zwei Datenblöcken 44' übertragen.

Im Folgenden wird ein besonders vorteilhafter Aspekt der Erfindung aus INV1 erläutert, der die Anforderung zur Sicherung des Verfahrens zur Regeneration der verketteten Kanäle erfüllt, die in serialisierter Form übertragen werden.
Infolge eines Fehlers bei der Serialisierung oder Sequenzierung kann nämlich ein Problem auftreten, das sich in einer Verschiebung der übertragenen Daten äußert, und zwar nach rechts, wenn die für nicht aktiv erklärten Kanäle irrtümlich eingefügt wurden, bzw. nach links, wenn die für aktiv erklärten Kanäle nicht eingefügt wurden.
In 16 ist die Struktur 44' eines gemäß dem Kompressionsverfahren aus der Erfindung INV1 komprimierten Rasters dargestellt, ausgehend von einer Einheit 500 aus NT E1-Rastern, das am Ende der Kette die NT E1-Raster auf Dekompressorseite wieder bereitstellt:
Die Struktur beginnt herkömmlicherweise mit mindestens einem Synchronisierungsbyte 446 und endet mit Füllzeichen-Bits 447.
Wenn die Vorrichtung korrekt funktioniert, ist die Anzahl der Bits im Feld 441', der so genannten CAC (für „Concatenated active channels" auf Englisch), gleich der Anzahl an Bits im Zustandscode, die auf 1 stehen und die Position der aktiven Kanäle innerhalb des Eingangsrasters kennzeichnen, multipliziert mit der Anzahl NT an Rastern, die im Analysefenster vorhanden sind.
Wenn ACD = 0 1 0 1 1 1 0 1 im binären Wert, wobei 5 Bit auf 1 stehen, d.h. dass 5 Kanäle im aktuellen Analysefenster aktiv sind, und wenn NT = 16, d.h. dass das Analysefenster 16 Eingangsraster im Bereich des Kompressors überträgt, dann ist die Anzahl an Bits im Feld CAC gleich 5 × NT = 80 Bit; die Vorrichtung vergleicht die 8 Bit des empfangenen Rasters, die 80 Bit nach dem Ende von ACD CRC 445 angeordnet sind; wenn kein Formatierungs- oder Übertragungsfehler aufgetreten ist, entspricht das auf diese Weise resultierende Feld dem Wert, der für einen Begrenzer 448 ermittelt wurde, der unmittelbar nach CAC angeordnet ist.
Der Begrenzer, der die Nahtstelle zwischen dem Feld Concatenated active channels » und den Füllzeichen-Bits angibt, kann jedoch in Bezug auf die Position, die er einnehmen sollte, verschoben werden.
Es sind verschiedene Fehler möglich, die durch binäre Fehler, die im Bereich von ACD, ACD CRC oder des Begrenzers verursacht werden, auftreten können.
Um einen solchen Fall, der sich aus einem Dekompressionsfehler ergibt, zu erfassen und zu verarbeiten, werden verschiedene Maßnahmen umgesetzt; diese basieren alle auf einer Analyse des Inhalts des Begrenzers für das empfangene, komprimierte Raster (unmittelbar nach dem Feld « Concatenated active channels », das ausgehend von dem empfangenen ACD genutzt wird) und auf der Verwendung des Felds ACD CRC (zyklischer Redundanzcode), was die Möglichkeit bietet, einen Fehler in der Übertragung von ACD (oder im dem CRC zugeordneten ACD) zu erfassen.
Der Begrenzer weist einen festen Wert auf, der auf Kompressorseite erstellt wird und beispielsweise gleich 1111 0000 ist.
Sämtliche Fälle werden nacheinander durch Berechnung des ACD zugeordneten CRC, durch Vergleich des berechneten CRC mit dem empfangenen ACD CRC und durch Vergleich des empfangenen Feldes, das auf das Feld « Concatenated active channels » folgt, mit dem festen Wert für den Begrenzer entsprechend dem folgenden Prozess verarbeitet:

– Normalfall: Wenn ACD CRC und der Begrenzer korrekt sind, wird die Dekompression anhand des empfangenen ACD durchgeführt;
– Wenn ACD CRC nicht korrekt, der Begrenzer jedoch korrekt ist, liegt ein « ACD CRC-Fehler » vor, die Dekompression wird unter Verwendung des empfangenen ACD durchgeführt;
– Wenn ACD CRC korrekt, der Begrenzer jedoch. nicht korrekt ist, liegt ein « Begrenzer-Fehler » vor, die Dekompression wird unter Verwendung des empfangenen ACD durchgeführt;
– Wenn ACD CRC und der Begrenzer beide nicht korrekt sind, wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob das Begrenzerfeld korrekt ist, indem man den ACD des vorhergehernden, komprimierten Rasters zugrunde legt (Aktivitätswechsel von Kanälen sind im Allgemeinen erheblich weniger häufig als der Takt der komprimierten Raster); ist der Test positiv, liegt ein « ACD-Fehler » vor, die Dekompression wird unter Verwendung des ACD des vorhergehenden, komprimierten Rasters durchgeführt; ist der Test negativ, liegt ein « Dekompressionsfehler » vor, die Dekompression wird ausgesetzt und es werden leere Raster ausgegeben.

Die folgenden Erläuterungen hängen direkt mit dem Geist der Erfindung des vorliegenden Antrags zusammen.
Das Prinzip der Erfindung, das mit den vorhergehenden Erläuterungen offensichtlich dadurch zusammenhängt, dass der Inhalt der jeweiligen Kanäle statisch werden kann, kann wie folgt zusammengefasst werden:
Geht ein Kanal vom aktiven Zustand in den statischen Zustand über, wird die Kompression des Kanals um ein (oder mehrere) Fenster verschoben; wird dagegen ein Kanal wieder aktiv, wird der Kompressionsprozess für statische Kanäle sofort unterbrochen.
Dieser Verzögerungsprozess zwischen dem Wegfall der Aktivität eines Kanals und seiner Kompression bietet die Möglichkeit, eine statistische Analyse des Zustands für jedes Bit im Hinblick auf die Erstellung eines fehlerfreien Referenzmusters durchzuführen und die Fehlerquote der Übertragung exakt zu ermitteln; steigt diese Fehlerquote an, wird die Verzögerung durch die Anzahl an Analysefenstern zwischen dem Übergang der Kanäle in den statischen Zustand und ihrer tatsächlichen Kompression automatisch erhöht, so dass die Toleranz für Übertragungsfehler zunimmt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung detaillierter erläutert:
Der Deskriptor für aktive Kanäle ACD 442' ist immer repräsentativ für das, was zwischen dem Kompressor und dem Dekompressor übertragen wird, d.h. wenn der Kanal in den statischen Zustand übergeht, jedoch noch nicht gemäß der Erfindung INV1 komprimiert ist, zeigt das diesem Kanal entsprechende ACD-Bit an, dass dieser Kanal aktiv ist, während der Inhalt des Kanals weiterhin in Richtung des Dekompressors übermittelt wird.
In 18 ist ein Diagramm dargestellt, in dem der Probennahmezeitraum für das Referenzmuster und seine Übertragung im System, die aufeinander folgenden Zustände eines gegebenen Kanals sowie die Zeitpunkte, an denen das Kompressionsverfahren gemäß INV1 entsprechend INV1 ausgelöst wird, aufgeführt werden.
Zunächst bemerkt man die verschiedenen Analysefenster F1 bis F6, die zeitlich aufeinander folgen. Es ist festzustellen, dass das Referenzmuster 71 zwischen jedem Analysefenster 70 übertragen wird.
Ein Kanal C gilt über einen bestimmten Zeitraum bis zum Zeitpunkt t0 als aktiv. Dieser Kanal C wird dann bis zum Zeitpunkt t1 statisch, ab diesem Zeitpunkt schaltet er wieder in den aktiven Zustand um.
Die Zeile darunter stellt die Übertragung des Kanalinhalts in ACD in Abhängigkeit von dem aktiven oder nicht aktiven Zustand dar.
Wie oben erläutert, wird der Kanal C, der während des Fensters F2 statisch geworden ist, ausgehend vom Fenster F3 komprimiert (d.h. nicht übertragen), und zwar bis zum Fenster F6 (Zeitpunkt t2), während der Kanal während Letzterem (Zeitpunkt t3) wieder aktiv wird.
Dies ist die Funktionsweise der Erfindung INV1.
In 19 ist das gleiche Diagramm, jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
In 19 ist festzustellen, dass der Inhalt des statischen Kanals während des gesamten zusätzlichen Analysefensters (Fenster F3) wiederholt wurde, während der Kanal im Fenster F2 statisch geworden ist. Dies bedeutet, dass der statisch gewordene Kanal im folgenden Analysefenster (F3) innerhalb von ACD und CAC dennoch übertragen wurde. Diese Änderung bietet die Möglichkeit, auf Dekompressorseite eine statistische, bitweise Analyse durchzuführen, die es ermöglicht, den Ausgangszustand, 0 oder 1, jedes über den statischen Kanal übertragenen Bits wiederherzustellen, indem auf diese Weise die Auswirkungen einer gestörten Übertragung umgangen werden; zu diesem Zweck wird der Zustand, 0 oder 1, des Bits, der für das betreffende Bit im Verlauf des Analysefensters (in diesem Beispiel das Fenster F3) am häufigsten aufgetreten ist, beibehalten. In einer besonderen Ausführungsvariante und um die Genauigkeit dieses Mechanismus etwas zu steigern, wird der Zustand jedes Bits im Verlauf der N letzten Raster, die dem aktuellen Fenster vorausgehen, in dem statistischen Analyseprozess (71 in 13) ebenfalls berücksichtigt, was zur Folge hat, dass die Anzahl an berücksichtigten Rastern in dem statistischen Analyseprozess etwas erhöht wird.
In 20 ist eine Ausführungsvariante der statistischen Analyse dargestellt, die gemäß der Erfindung durchgeführt wird und eine Reihe von Zählern umfasst, in 21 ist die Veränderung eines dieser Zähler im Lauf der Zeit ohne Übertragungsfehler in dem zugeordneten Kanal dargestellt, während in 22 die Veränderung des gleichen Zählers mit zwei Übertragungsfehlern in diesem Kanal dargestellt ist. Diese statistische Analyse wird auf folgende Weise umgesetzt:
M ist die Anzahl an Kanälen innerhalb eines Rasters E1, wobei die Größe des Referenzmusters N Bit beträgt, es werden insgesamt M× N Zähler (N = Anzahl der Raster, aus denen das Referenzmuster zusammengesetzt ist) verwendet.
Jeder dieser M×N Zähler wird zu Beginn des Referenzmusters, das dem betreffenden Analysefenster vorausgeht, auf 0 gesetzt. Auf diese Weise wird der Zähler cptr1 zu Beginn des Analysefensters 70 in 20 auf 0 gesetzt und dem 4. Bit der Gruppe 700 (mit der Bezeichnung b1) zugeordnet.
Der Zustand jedes empfangenen Bits innerhalb der Gruppe 700 von N (= 4 in 20) Bits, die dem betreffenden Kanal entsprechen, wird ausgewertet und es wird eine Konvention angewandt, die im Folgenden noch erläutert wird, z.B. für das Bit b1:
Wenn das auf Dekompressorseite empfangene Bit b1 = 1, wird der Zähler cptr1 um 1 herabgesetzt,
Wenn das auf Dekompressorseite empfangene Bit b1 = 0, wird der Zähler cptr1 um 1 heraufgesetzt,
und jeder Zähler wird am Ausgang des aktuellen Fensters unter Verwendung des folgenden Prinzips ausgewertet:

– X ist der letzte Wert des Zählers cptr1,
– das werthohe Bit von X wird als Ergebnis verwendet; ist es 1, bedeutet dies, dass das Ergebnis des Zählers negativ ist, da er häufiger herabgesetzt als heraufgesetzt wurde, somit wurden mehr 1 als 0 für das betreffende Bit b1 empfangen; umgekehrt resultiert der Zustand 0 aus überwiegenden Heraufsetzungen,
– wenn keinem empfangenen Bit ein Fehler zugeordnet wurde (oder ausnahmsweise, was sehr unwahrscheinlich ist, wenn alle Bits von der gleichen Bit-Umkehr betroffen waren) ist der absolute Wert des Zählerergebnisses |X| gleich der Anzahl an Rastern NT, die das Kompressionsfenster darstellen,
– als Erweiterung dieses Prinzips, wenn. im Verlauf der Übertragung Fehler aufgetreten sind, wird ihre Anzahl wie folgt gekennzeichnet: Anzahl an Fehler Ne = (1 + (NT/N) – |X|)/2 wobei N die Anzahl an Rastern ist, aus denen das Referenzmuster besteht.

In 20 ist das Zählerdiagramm dargestellt, das anhand der Werte N = 4 und NT = 16 erstellt wurde.

– wobei das Bit b1 in der 1. Gruppe 700 den Wert 0 und der Zähler cptr1 den Wert 0 + 1 = 1 entsprechend der oben genannten Konvention aufweist,
– wobei das Bit b1 in der 2. Gruppe 700 den Wert 1 und der Zähler cptr1 den Wert 1 – 1 = 0 aufweist,
– wobei das Bit b1 in der 3. Gruppe 700 den Wert 0 und der Zähler cptr1 den Wert 0 + 1 = 1 aufweist,
– wobei das Bit b1 in der 1. Gruppe 700 den Wert 0 und der Zähler cptr1 den Wert 1 + 1 = 2 aufweist.

Dieses Ergebnis wird binär durch 0.. 0010 ausgedrückt, wobei das werthohe Bit den Endzustand des Bits, d.h.. sein Vorzeichen ausdrückt.
Gemäß dem gleichen Prinzip beträgt das Bit b2 am Ende des Fensters –2 und wird binär durch 1.. 0010 ausgedrückt.
In 21 ist das Zählerdiagramm dargestellt, das anhand der Werte N = 4 und NT = 32 erstellt wurde; die Bits des Referenzmusters werden jeweils mit a b c d bezeichnet und man betrachtet die Veränderung des Zählers X, der dem Bit d zugeordnet ist, und zwar zunächst ohne Übertragungsfehler (das Bit d ist in diesem Beispiel gleich 0).
d repräsentiert den Zustand des empfangenen Bits d. Ohne Übertragungsfehler (in 21 der Fall), steht der Zähler X ausgangs des betreffenden Fensters auf 9, was bedeutet d = 0 (Wert des Vorzeichenbits des Zählers X) und dass: 1 + (NT(N) – |X| – (1 + (32/4) – 9)/2 = 0, was bedeutet, dass kein Übertragungsfehler erfasst wurde.
In 22 ist ein Zählerdiagramm mit zwei Übertragungsfehlern im Verlauf des betreffenden Fensters dargestellt.
Ausgangs des betreffenden Fensters steht der Zähler X auf 4, was bedeutet, dass d = 0 und dass: 1 + (NT/N) – |X| – (1 + (32/4) – 5)/2 = 2was bedeutet, dass zwei Übertragungsfehler erfasst wurden.
Es handelt sich also um ein Verfahren zur mehrheitlichen Entscheidung darüber, ob jedes Bit einzeln betrachtet gleich 1 oder gleich 0 ist, indem man sich auf die Statistiken stützt, die im Verlauf des Analysefensters auf Dekompressorseite gesammelt wurden.
Es müssen mehr als die Hälfte der empfangenen Bits fehlerhaft sein, damit die Vorrichtung den schlechten Wert für das Referenzbit ausgibt, in diesem Beispiel beim Vorhandensein von 5 fehlerhaften Bits; bei bis zu 4 fehlerhaften Bits gibt die Vorrichtung den guten Wert für den Zustand des Referenzbits aus, wobei sie anzeigt, dass 4 Fehler erfasst wurden.
Die maximale Anzahl an Fehlern wird ständig an den Kompressor zurückgesandt, um die Anzahl an Fenstern anzupassen, die in der Zählerleitung bei diesem Übertragungsprozess für statische Raster beim Übergang des Kanals vom aktiven Zustand in den statischen Zustand berücksichtigt werden. Die Notwendigkeit, mehr als ein Fenster zu übertragen, tritt in dem Fall auf, in dem die Leitung in einem sehr eingeschränkten Betriebsmodus genutzt werden muss, da ein einziges Fenster unter den normalen Betriebsbedingungen der Verbindung vollkommen ausreichende Möglichkeiten zur Wiederherstellung der Referenzbits aufweist. Dennoch stellt dies ein sehr wirksames Mittel zur Anpassung des Overheads (Headerfeld) für die Kompression in Abhängigkeit von der Qualität der Verbindung dar.
Wenn die Kompression in diesem Modus durchgeführt wird, in dem die Anzahl an Fenstern, die zur Übertragung des Referenzmusters eingesetzt werden, in Abhängigkeit von der Qualität der Verbindung variiert, wird eine Information in den Header jedes komprimierten Rasters eingefügt, in dem die Anzahl der für diesen Wiederholungsprozess aktuell verwendeten Fenster angegeben ist: 0, wenn die von dem Dekompressor in der Verbindung zugeordneten Demodulator erfasste Fehlerquote unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt, beispielsweise 10^–8, 1, wenn die von dem Modem erfasste Fehlerquote diesen Referenzwert überschreitet, anschließend erfolgt eine Erhöhung der Fensteranzahl um 1, und zwar jedes Mal, wenn die entsprechend dem soeben beschriebenen Prinzip erfasste Fehlerquote x % des Wertes NP/N, z.B. 25 %, übersteigt; dieses generelle Prinzip stellt eine Variante der vorteilhaften Ausführungsvariante dar.
Natürlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsvarianten, für den Fachmann sind selbsverständlich auch andere Ausführungsvarianten der Erfindung denkbar.

Claims

Verfahren zur sicheren Entscheidung über den Zustand 0 oder 1 für jedes Bit eines Musters, das von einem statischen Kommunikationskanal in einer Daten-Dekompressionsvorrichtung wiederholt wird, die zur Dekompression eines Datenblocks (44') bestimmt ist, der eine komprimierte Datengruppe (441') umfasst, ausgehend von einer Einheit (500) von Datenrasteren (60) durch eine Datenkompressionsvorrichtung, wobei diese Gruppe (441') alle aktiven Kanäle der Einheit (500) umfasst, wobei es sich versteht, dass die Raster (60) eine Struktur aufweisen, die entsprechend einer Vielzahl von Zeitschlitzen definiert wird, wobei bei einer ersten Gruppe von Zeitschlitzen jeder entsprechend einer Vielzahl von Informationsbits aufgeteilt ist, die jeweils einen Kommunikationskanal übertragen, und dass der aktive, bzw. statische Zustand jedes Kanals, der durch den Vergleich des Inhalts dieses Kanals in den N Bits zugeordnet wird, die zwischen den N Rastern eines Referenzmusters (71) verglichen werden, die eventuell L Mal wiederholt werden, die ein Analysefenster bilden, eine Veränderung des Inhalts in mindestens einem der Bits, bzw. eine Stabilität des Inhalts für sämtliche N Bits aufweist, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – einen Schritt zur Übertragung eines Deskriptors, der den statischen oder aktiven Zustand des Übertragungskanals angibt, – einen Schritt zur Übertragung des Inhalts des statisch gewordenen Kanals über die L*N Raster des Analysefensters nach seinem Übergang in den statischen Zustand, – einen Schritt zur statistischen Analyse des Zustands jedes Bits des von dem genannten Kanal wiederholten Musters in dem Analysefenster, das sich über die L*N Raster nach dem Übergang des Kanals in den statischen Zustand erstreckt, basierend auf einer mehrheitlichen Abstimmung über die für jedes Bit des betreffenden Kanals über die L Rastergruppen im Analysefenster erfassten Zustände, wobei die statistische Analyse dazu dient, den ursprünglichen Zustand jedes Bits im Muster wiederherzustellen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem über den genannten Kanal übertragenen Bit ein Zähler (cptr1) zugeordnet ist, sowie dadurch, dass der Schritt zur statistischen Analyse einen Schritt zur Initialisierung des Zählers (cptr1) umfasst, der zu Beginn des Analysefensters durchgeführt wird, wobei eine Konvention zur Heraufsetzung oder Herabsetzung des Zählers entsprechend den aufeinander folgenden binären Werten erstellt wird, die jedes Bit des Kanals innerhalb der L Gruppen (700) einnimmt, wobei das Vorzeichen des endgültigen Zählerwertes (X) eine Entscheidung über den Zustand ermöglicht, der mehrheitlich innerhalb der L Gruppen repräsentiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Bit-Übertragungsfehlern, die dem spezifizierten Kanal entsprechen, anhand der folgenden Gleichung definiert wird: Ne = (1 + (NT/N) – |X|)/2, NT = L*N entspricht der Anzahl an Rastern, aus denen das Analysefenster zusammengesetzt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Anzahl an Analysefenstern, die für den Wiederholungsprozess des statischen Musters genutzt werden, in Abhängigkeit von der bestehenden Übertragungsqualität zwischen der Kompressionsvorrichtung und der Dekompressionsvorrichtung verändert.
Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information in den Header des Datenblocks eingefügt wird, um die Anzahl an genutzten Analysefenstern zu spezifizieren.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der für den Wiederholungsprozess des statischen Musters genutzten Analysefenster in Abhängigkeit von der in der Verbindung erfassten Fehlerquote aktualisiert wird.
Daten-Telekommunikationssystem, das eine Kompressionsvorrichtung und eine Dekompressionsvorrichtung umfasst, und in der Lage ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umzusetzen.