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Die vorliegende Erfindung betrifft ein speziell für die
diskontinuierliche Übertragung bestimmtes
Übertragungspaket. Sie ist insbesondere bei
Funkkommunikationssystemen anwendbar, und um die
Darstellung zu vereinfachen, wird Bezug genommen auf das
mittlerweile gut bekannte GSM-System.
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Beim GSM-System ist vorgesehen, die Übertragung
diskontinuierlich zu machen, um beispielsweise ein
Sprachsignal zu befördern. Ein Sprachsignal wird nämlich
normalerweise mit Hilfe von aufeinanderfolgenden Paketen
befördert, die jeweils im gleichen Zeitintervall von
aufeinanderfolgenden Rahmen gesendet werden. Wenn jedoch
keine Sprache zu befördern ist, hat man festgestellt, dass
es nicht notwendig ist, alle diese Pakete zu übertragen,
sondern dass es ausreicht, einen Rausch-Deskriptor mit
Hilfe einiger Pakete von Zeit zu Zeit zu übertragen, um das
in Abwesenheit von Sprache vorhandene Rauschen
wiederzugeben.
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So empfängt der Empfänger, der das ihm zugeteilte
Zeitintervall ständig abhört, entweder kontinuierlich die
Sprache oder einen Rausch-Deskriptor und dann nichts mehr
bis zum nächsten Deskriptor. Für mehr Details wird
vorteilhafterweise verwiesen auf die Empfehlung GSM 05.08
Version 3.6.1.
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Alles läuft korrekt, solange der Sender zwischen zwei
Rausch-Deskriptoren nichts sendet. Allerdings verlangt das
GSM andererseits, dass eine Basisstation auf der Frequenz,
die den Hauptverbreitungskanal, nämlich den sogenannten
BCCH-Kanal trägt, ständig sendet. Wenn es keine zu
übertragende Informationen gibt, sendet die Basisstation
also Füllpakete (englisch: "Dummy-Burst"), die ohne eigene
Bedeutung sind.
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Wenn das Sprachsignal vollständig durch die BCCH-Frequenz
oder auch nur zum Teil, falls Frequenzsprung unter
Benutzung dieser BCCH-Frequenz eingesetzt wird, befördert
wird, wird der Empfänger Füllpakete empfangen.
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Die Sprachpakete und die Füllpakete haben die gleiche
Struktur, nämlich ein im Wesentlichen in der Mitte des
Paketes angeordnetes Synchronisationsfeld und ein
beiderseits des Synchronisationsfeldes angeordnetes
Datenfeld. Im einen wie dem anderen Fall befindet sich im
Synchronisationsfeld eine dem Empfänger bekannte
Trainingssequenz.
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Der Empfänger umfasst insbesondere Korrelationsmittel zum
Korrelieren der empfangenen Sequenz im Synchronisationsfeld
mit einer lokal erzeugten Nachbildung der Trainingssequenz.
Das Ergebnis dieser Korrelation wird im Allgemeinen
genutzt, um die Qualität des empfangenen Signals zu messen,
und im Fall eines Füllpaketes hat diese Qualität eine hohe
Chance, für gut erklärt zu werden. Wenn andererseits der
Inhalt des Datenfeldes eines Füllpaketes mit Sprachdaten
aufgrund der verschiedenen an diesem Feld durchgeführten
Kontrollen gleichgesetzt werden kann, wird der Empfänger
dieses Füllpaket als ein Sprachpaket interpretieren. Diese
Situation ist zwar selten, tritt aber dennoch auf, und hat
die Wirkung, dass auf Höhe des Empfängers ein unangenehmes
Geräusch erzeugt wird, das dem Fachmann unter der
Bezeichnung "Plingplong" oder "Flaschenklingeln" bekannt
ist. Die Erzeugung eines solchen Geräusches ist
unerwünscht.
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Es muss noch ergänzt werden, dass die Trainingssequenz eine
unter mehreren Synchronisationssequenzen identifizierte
Sequenz ist. Im Fall des GSM sind acht unterschiedliche
Sequenzen vorgesehen, die durch einen TSC-Code (für
englisch "Training Sequence Code") identifiziert werden.
Die Sequenzen, die den verschiedenen TSC's entsprechen,
haben gute Autokorrelations- und
Kreuzkorrelationseigenschaften.
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Eine analoge Maßnahme ist ferner in dem Dokument WO
87/01490 vorgesehen. In diesem Dokument ist jedoch nicht in
Betracht gezogen, die Übertragung diskontinuierlich zu
machen, so dass es kein Füllpaket gibt. Das Problem der
Erzeugung eines unerwünschten Geräusches stellt sich somit
nicht.
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Der Fachmann, der sich mit der Unterscheidung zwischen
einem Sprachpaket und einem Füllpaket beschäftigt, wird
daher erwägen, in dem Synchronisationsfeld eine
Identifizierungssequenz unterzubringen, die von den acht
Synchronisationssequenzen verschieden ist, die in einem
GSM-Netz vorkommen können, wobei diese
Identifizierungssequenz gute Kreuzkorrelationseigenschaften
mit jeder der acht Synchronisationssequenzen hat. Diese
Lösung ist befriedigend, sie macht jedoch die Einführung
einer neuen Sequenz in das GSM-System erforderlich, was
bereits an sich eine Belastung ist, was aber zusätzlich
eine wesentliche Veränderung der bereits in Betrieb
befindlichen Einrichtungen erfordern kann.
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Ziel der Erfindung ist deshalb die Definition und
Verarbeitung eines Füllpaketes, das keine nicht bereits im
System bekannten Identifikationsdaten benötigt.
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Dieses Ziel wird erreicht, indem ein in Verbindung mit
Sprachpaketen bei der diskontinuierlichen Sprachübertragung
verwendetes Füllpaket vorgesehen wird, wobei jedes dieser
Pakete ein Synchronisationsfeld umfasst, das
Synchronisationsfeld der Sprachpakete eine in einem Satz
von Synchronisationssequenzen identifizierte
Trainingssequenz trägt und das Synchronisationsfeld des
Füllpaketes eine Identifizierungssequenz trägt, die eine
von der Trainingssequenz verschiedene
Synchronisationssequenz ist.
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So ist es nicht notwendig, eine spezielle
Identifizierungssequenz für die Füllpakete vorzusehen. Es
wird eine bereits in der Basisstation gespeicherte Sequenz
verwendet.
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Das gewünschte Ergebnis wird gut erreicht, weil im
Allgemeinen die verschiedenen Synchronisationssequenzen so
gewählt werden, dass sie gute
Kreuzkorrelationseigenschaften haben. Wenn also die unter
den Synchronisationssequenzen ausgewählte
Identifizierungssequenz nicht wirklich optimal ist, erlaubt
sie es doch, die Zahl von als Sprachpaketen erfassten
Füllpaketen stark zu verringern und dieses Ereignis, das
bereits ohne Anwendung der Erfindung selten ist, tritt nur
noch mit einer vernachlässigbaren Wahrscheinlichkeit auf,
wenn das oben vorgeschlagene Übertragungspaket verwendet
wird.
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Alle für die Ausführung der Erfindung benötigten Elemente
sind bereits im System vorgesehen, und es genügt, eine
geringe Abwandlung der Geräte vorzunehmen, um sie
auszuführen.
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Vorteilhafterweise ist das Füllpaket so definiert, dass die
Identifizierungssequenz vorgegeben ist.
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So bestimmt entweder das System selbst oder die Kenntnis
der Trainingssequenz eindeutig die Kenntnis der
Identifikationssequenz. Erfindungsgemäß kann man aus dieser
Maßnahme Vorteil ziehen, indem man einen Empfänger
realisiert, der für den Empfang eines Füllpaketes Mittel
zum Berechnen der Korrelation einer in einem
Synchronisationsfeld empfangenen Sequenz mit einer
Referenzsequenz umfasst und eine Steuerschaltung umfasst,
um in erster Linie die Trainingssequenz als Referenzsequenz
zu erzeugen und, wenn das Ergebnis dieser Korrelation nicht
befriedigend ist, die Identifizierungssequenz als
Referenzsequenz zu erzeugen.
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Das Endgerät, das implizit oder explizit die
Identifizierungssequenz kennt, kann nämlich die Korrelation
dieser Sequenz mit derjenigen, die es im
Synchronisationsfeld empfängt, suchen. Wenn das Ergebnis
dieser Korrelation besser als das der mit der
Trainingssequenz durchgeführten Korrelation ist, handelt es
sich praktisch sicher um ein Füllpaket. So wird die
Qualität der Entscheidung im Empfänger verbessert, wenn es
darum geht, festzustellen, ob ein Sprachpaket oder ein
Füllpaket vorliegt.
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Die Erfindung betrifft auch einen Sender mit einer
Paketbildungsschaltung zum Einfügen einer
Synchronisationssequenz in ein Synchronisationsfeld eines
für die diskontinuierliche Übertragung von Sprache
verwendeten Paketes, der außerdem eine Auswahlschaltung zum
Erzeugen dieser Synchronisationssequenz jeweils als eine
Trainingssequenz oder eine Identifizierungssequenz umfasst,
je nach dem, ob dieses Paket jeweils ein Sprachpaket oder
ein Füllpaket ist.
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Die Erfindung wird nun deutlicher und klarer im Rahmen der
Beschreibung eines für das GSM-System vorgesehenen,
verdeutlichenden Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die
beigefügten Figuren, welche zeigen:
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- Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines
Übertragungspaketes,
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- Fig. 2 die notwendigen Mittel für die Anwendung der
Erfindung in einem Sender und
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- Fig. 3 die notwendigen Mittel für die Anwendung der
Erfindung in einem Empfänger.
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Die in den verschiedenen Figuren vorhandenen Elemente sind
mit ein und dem selben Bezugszeichen bezeichnet. Wie
gesagt, sind beim GSM acht verschiedene, durch einen
Sequenzcode TSC (für "Training Sequence Code")
identifizierte Synchronisationssequenzen vorgesehen. Vor
der Etablierung eines beliebigen Anrufes zwischen einem
Endgerät und einer Basisstation gibt letztere dem Endgerät
an, welche dieser Synchronisationssequenzen während der
Dauer des Gespräches als Trainingssequenz verwendet wird.
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Mit Bezug auf Fig. 1 wird an die vereinfachte Struktur
eines Übertragungspaketes erinnert, das im Laufe eines
Zeitintervalls eines Rahmens übertragen wird. Dieses Paket
umfasst ein Synchronisationsfeld S. das hier im
Wesentlichen in der Mitte des Paketes angeordnet ist.
Diesem Feld geht ein erstes Daten-Unterfeld D voran, und
auf es folgt ein zweites Daten-Unterfeld D'. Es wird
vereinbart, die Vereinigung des ersten und zweiten Daten-
Unterfeldes D bzw. D' als Datenfeld zu bezeichnen, weil
beide einer gleichen Einheit entsprechen. Es ist nämlich in
den verschiedenen Systemen des GSM vorgesehen, dass das
Synchronisationsfeld S an einem beliebigen anderen Ort des
Paketes angeordnet werden könnte.
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Mit Bezug auf Fig. 2 umfasst die Basisstation, die als
Sender wirkt, in bekannter Weise eine
Paketbildungsschaltung BU. Diese Schaltung BU umfasst einen
Speicher M, in dem die verschiedenen
Synchronisationssequenzen S1 bis S8 aufgezeichnet sind. Sie
umfasst ferner einen Multiplexer MUX, der in Reaktion auf
ein Steuersignal C eine der Synchronisationssequenzen an
ein Register R übermittelt. Dieses Register umfasst die
Sequenz, die anschließend in dem Synchronisationsfeld S des
Paketes untergebracht wird.
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Vor der Erfindung entsprach dieses Steuersignal C dem
Sequenzcode TSC.
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Erfindungsgemäß ist eine Auswahlschaltung SC vorgesehen,
die nun das Steuersignal C in Abhängigkeit von dem
Sequenzcode TSC und einem Paketidentifikator BI erzeugt.
Dieser Identifikator BI gibt an, ob das Paket, das
übertragen werden soll, ein Sprachpaket oder ein Füllpaket
ist. Wenn das Paket ein Sprachpaket ist, entspricht das
Steuersignal C dem Sequenzcode TSC, wie zuvor, und die
Trainingssequenz wird in dem Register R plaziert. Wenn
hingegen das Paket ein Füllpaket ist, entspricht das
Steuersignal nicht diesem Sequenzcode TSC, und eine
Identifizierungssequenz wird in dem Register R plaziert. In
diesem Fall gibt es mehrere Möglichkeiten.
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Eine erste Lösung besteht darin, zu entscheiden, dass eine
bestimmte Synchronisationssequenz niemals als
Trainingssequenz verwendet wird. Diese besondere Sequenz
wird dann als Identifizierungssequenz verwendet und wird
systematisch im Synchronisationsfeld S aller Füllpakete mit
Hilfe der Auswahlschaltung SC plaziert. Vorteilhafterweise
ist diese Identifizierungssequenz diejenige der
Synchronisationsfrequenzen, die die besten
Kreuzkorrelationseigenschaften mit allen anderen
Synchronisationssequenzen aufweist.
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Eine zweite Lösung besteht darin, eine Beziehung zwischen
der für ein Sprachpaket verwendeten Trainingssequenz und
der in einem Füllpaket plazierten Identifizierungssequenz
zu etablieren. Zum Beispiel ist die Identifizierungssequenz
diejenige Si + 1, die unmittelbar auf die Trainingssequenz S1
folgt. In diesem Fall ist die Auswahlschaltung besonders
einfach. Wenn man nämlich dem Paketidentifikator BI den
Wert 0 zuweist, wenn es sich um ein Sprachpaket handelt,
und ihm den Wert 1 zuweist, wenn es sich um ein Füllpaket
handelt, entspricht das Steuersignal der Summe der Werte
von TSC und BI modulo 8.
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Eine dritte Lösung besteht darin, willkürlich eine von der
Trainingsfrequenz verschiedene Identifizierungssequenz zu
wählen. Dies ist nicht notwendigerweise die am einfachsten
auszuführende Lösung.
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Man erkennt, dass eine Vielzahl von Lösungen im Rahmen des
fachmännischen Könnens liegen.
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Man erkennt ferner, dass bei der ersten oder der zweiten
Lösung die Identifizierungssequenz vorgegeben ist. Der
ersten Lösung zufolge handelt es sich nämlich immer um die
gleiche Sequenz, und der zweiten Lösung zufolge ist es die
Kenntnis der Trainingssequenz, die die der
Identifizierungssequenz festlegt.
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Diese Festlegung der Identifizierungssequenz wird
vorteilhaft ausgenutzt, um die Leistung des Empfängers zu
verbessern.
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In bekannter Weise und mit Bezug auf Fig. 3 umfasst der
Empfänger eine Korrelationsschaltung CORR zum Erzeugen des
Ergebnisses der Korrelation RC zwischen der Sequenz des
Synchronisationsfeldes S des empfangenen Paketes und einer
Referenzsequenz SR. Diese Referenzsequenz SR kann von einer
Paketbildungsschaltung BU erzeugt werden, die mit der im
Sender vorhandenen identisch ist.
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Vor der Erfindung entsprach das Steuersignal C dieser
Schaltung BU dem Sequenzcode TSC, den der Empfänger zuvor
aufgenommen hatte.
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Erfindungsgemäß wird eine Steuerschaltung CC vorgesehen,
die das Korrelationsergebnis RC empfängt und das
Steuersignal C entsprechend erzeugt.
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Wenn die Steuerschaltung CC informiert wird, dass eine
Sequenz im Synchronisationsfeld verfügbar ist, erzeugt sie
in einem ersten Schritt das Steuersignal C in der Weise,
dass die Referenzsequenz SR der Trainingssequenz
entspricht. Sie empfängt von der Korrelationsschaltung CORR
das Korrelationsergebnis RC, das RC = A entspricht. Wenn
dieses Ergebnis A befriedigend ist, d. h. wenn es einen
ersten Schwellwert T1 übersteigt, bedeutet das, dass das
empfangene Paket ein Sprachpaket ist. Wenn hingegen das
Ergebnis nicht befriedigend ist, erzeugt die
Steuerschaltung CC in einem zweiten Schritt das
Steuersignal C in der Art, dass die Referenzsequenz SR der
Identifizierungssequenz entspricht. Wenn das RC = I
entsprechende Korrelationsergebnis RC befriedigend ist, ist
es praktisch sicher, dass ein Füllpaket vorliegt.
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Zusammenfassend kann man also folgendermaßen vorgehen, um
ein von Unsicherheiten freies Verfahren zu verwenden:
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- wenn A größer als T1 ist, handelt es sich um ein
Sprachpaket;
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- wenn A kleiner als T1 ist und wenn I größer als T1
ist, handelt es sich um ein Füllpaket;
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- wenn A und I kleiner als T1 sind, handelt es sich um
ein Sprachpaket.
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Man kann auch einen zweiten Schwellwert T2 festlegen, der
kleiner als T1 ist, so dass:
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- wenn A größer als T1 ist, es sich um ein Sprachpaket
handelt,
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- wenn A kleiner als T2 ist, es sich um ein Füllpaket
handelt;
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- wenn A zwischen T1 und T2 liegt und I größer als T1
ist, es sich um ein Füllpaket handelt;
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- wenn A zwischen T1 und T2 liegt und I kleiner als T1
ist, es sich um ein Sprachpaket handelt.
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Man sieht, dass es mehrere Wege gibt, die Sicherheit der im
Empfänger vorgesehenen Entscheidung über Art des
empfangenen Paketes signifikant zu erhöhen.