-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine tragbare Kommunikationsvorrichtung
sowie ein Verfahren zur Ausführung
einer Funkkommunikation.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Digitale
tragbare Kommunikationsvorrichtungen zur Kommunikation oder Übertragung
von Sprachsignalen werden erfolgreich entwickelt und hergestellt.
Insbesondere sind GSM-Vorrichtungen besonders erfolgreich bei der Übertragung
von Sprachsignalen. Sprachsignale benötigen jedoch nur eine relativ
kleine Bandbreite im Vergleich zu Bild- oder anderen Multimediasignalen.
Zur Bereitstellung von Kommunikationsvorrichtungen mit einer größeren Bandbreitenfähigkeit
zur Übertragung
von Datensignalen wie beispielsweise Videosignalen wurde die Entwicklung
einer Vorrichtung vorgeschlagen, welche einen Datenabschnitt zur
Verarbeitung von Datensignalen, die eine höhere Bandbreite als Sprachsignale
benötigen,
einbaut. Der Datenabschnitt erzielt eine höhere Bandbreite unter Verwendung
einer höheren
Modulationsordnung im Vergleich zu GSM. Die Verwendung einer höheren Modulationsordnung erfordert
den Einsatz neuer Basisstationen, welche in der Lage sind, die höhere Modulationsordnung
zu bewältigen,
und eine jede derartige Basisstation ist lediglich in der Lage,
einen kleineren geographischen Bereich als eine herkömmliche
GSM-Basisstation abzudecken. Aus diesem Grund ist der Datenabschnitt
oftmals nicht an Orten einsetzbar, an denen eine herkömmliche
GSM-Kommunikationsvorrichtung arbeiten könnte, es sei denn, die neue
Basisstation könnte
eine Vollversorgung oder volle Abdeckung erreichen. Daher wird gemäß einem
Vorschlag zur Bereitstellung einer verbesserten Datenrate, welche
als "Enhanced Data-rate
for GSM Evolution (EDGE)" oder "Verbesserte Datenrate
für GSM-Entwicklung" bezeichnet wird,
angeregt, dass alle Vorrichtungen mit einem größeren Datenpotential darüber hinaus
einen separaten GSM-Abschnitt zur Behandlung oder Verarbeitung von
Sprachsignalen aufweisen.
-
Die
PCT-Patentanmeldung
WO 98/19481 offenbart
eine Anordnung zur Bereitstellung von Hochgeschwindigkeits- bzw.
High-Speed-Daten in einer drahtlosen zellularen Kommunikationsumgebung.
-
Die
PCT-Patentanmeldung
WO 98/38763 beschreibt
ein Sprachsystem mit adaptiver Rate, welches eine optimale Sprach-/Kanal-Codierungsrate, Codierungsstrategien
und eine Modulation/Demodulation für eine optimale Sprachqualität und Sprachverständlichkeit
wirksam bestimmt.
-
Die
PCT-Anmeldung
WO 00/03523 (welche der
EP-Anmeldung
EP-A-1013040 entspricht)
sowie die EP-Anmeldungen
EP-A-1071235 und
EP-A-0891060 sind
unter Artikel 54(3) EPÜ alle Stand
der Technik und sind somit nur im Hinblick auf Neuheit Teil des
neuesten Stands der Technik. Jede dieser Druckschriften offenbart
eine Anordnung, welche für
die vorliegende Erfindung relevant ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kommunikationsvorrichtung gemäß Darlegung
in Anspruch 1 bereitgestellt.
-
Der
Begriff Modulationsordnung wird hier verwendet, um auf die Bitzahl
Bezug zu nehmen, welche jedes übertragende
oder empfangene Symbol darstellt bzw. wiedergibt. Daher wird bei
GSM ein Modulationsschema bzw. -verfahren mit der Bezeichnung GMSK
(Gaussian Minimum Shift Keying; Gauss-Minimum-Shift-Keying oder
Amplitudentastung) eingesetzt, in welchem jedes Symbol nur ein Einzelbit
darstellt, und dies entspricht einer einfachen Modulationsordnung.
In einem alternativen Modulationsschema, welches als 8PSK bezeichnet
wird, stellt jedes Symbol 3 Datenbits dar, was einer dreifachen Modulationsordnung
entspricht. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der ersten Modulationsordnung vorzugsweise
um eine einfache Modulationsordnung, und bei der zweiten Modulationsordnung
handelt es sich vorzugsweise um eine dreifache Modulationsordnung,
wenngleich es sich auch nur um eine zweifache Modulationsordnung
handeln kann.
-
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
gewisse Vorteile, welche mit dem Senden von Sprachsignalen bei einer
höheren
Datenrate als von dem GSM-Abschnitt erreicht werden kann, verbunden
sind. Beispielsweise ist es, wenn eine höhere Datenrate zur Übertragung
von Sprachsignalen verfügbar
ist (da eine Basisstation und ein Hörer, welche beide in der Lage
sind, die höhere
Modulationsordnung zu demodulieren, nahe genug zueinander angeordnet
sind) möglich,
einen besseren Schutz für die
codierten Sprachsignale bereitzustellen, um die Signale weniger
anfällig
für Verzerrung
aufgrund von Störung
auf dem Kanal usw. zu machen. Alternativ ist es in einer besonders
vorteilhaften Ausführung
möglich,
Sprachsignale zu verwenden, welche von einem Vocoder codiert werden,
wobei dieser derart ausgelegt ist, dass er zusammen mit GMSK-Modulation
in einem Vollraten-Multiplexing- bzw.
Mehrfachnutzungs-Schema angewendet werden kann, in welchem ein Zeitschlitz
in jedem TDMA- oder Zeitmultiplex-Frame (d. h. Vollraten-Vocoder)
erforderlich ist, und in einem Halbraten-Multiplexing-Schema angewendet
werden kann, welches eine Zuweisung von nur einem Zeitschlitz in
jedem zweiten TDMA-Frame mit 8PSK- Modulation erfordert, wodurch eine doppelte
Anzahl von Benutzern in einer einzigen Zelle im Vergleich zum Normalfall
möglich
ist (d. h. es sind doppelt soviele möglich als bei einer GSM-Vorrichtung,
welche einen Vollraten-Vocoder verwendet), ohne dass die Nachteile
auftreten, die mit der Verwendung eines Halbraten-Vocoders verbunden
sind (d. h. die Verwendung von weniger Informationen zur Wiedergabe
des Sprachsignals, welches in den Vocoder eingegeben wird, wodurch
dieser anfälliger
für Fehler
ist, welche mit dem Verlust eines oder mehrerer Bursts verbunden
ist).
-
Die
elementaren Multiplexing-Schemata (FR und HR), welche bei höherer Modulationsordnung verwendet
werden, entsprechen denen der niedrigeren Modulationsordnung. Es
trifft dieselbe Abbildung von Bursts in den TDMA-Frames zu.
-
Des
Weiteren kann die Datenkonvertierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung als Ergebnis der Verwendung durch den zweiten Abschnitt
mit höherer
Modulationsordnung überraschend
einfach sein, was zu einem ganzzahligen vielfachen Anstieg der durch
den zweiten Abschnitt verfügbaren
Datenrate im Vergleich zu dem ersten (GSM-)Abschnitt (z. B. die
2- oder 3- usw. -fache vom ersten Abschnitt erreichbare Datenrate
führt.
Darüber
hinaus können
herkömmliche
GSM-Vocoder in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden und sie können
eingesetzt werden, um die zu übertragenden
Signale oder die von entweder dem ersten oder dem zweiten Abschnitt
empfangenen Signale zu erzeugen oder zu decodieren. Dies bedeutet,
dass die Datenkonvertierungsvorrichtung einfach mit den herkömmlichen
GSM-Vocodern arbeitet und keine eigenen Vocodervorrichtungen benötigt.
-
Die
Datenkonvertierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen digitalen
Signalprozessor mit einer gewissen freien Verarbeitungskapazität auf. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
weist die Datenkonvertierungsvorrichtung eine Kanalcodierungsvorrichtung
zusammen mit einer Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung
sowie eine Steuerung auf, welche in der Lage ist, den Betriebsmodus der
Kanalcodierungsvorrichtung und der Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung
derart zu verändern,
dass Häufungen
bzw. Bursts bereitgestellt werden, welche zur Modulation entweder
durch die erste Modulationsvorrichtung oder die zweite Modulationsvorrichtung
geeignet sind.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Übertragung
eines Sprachsignals gemäß Darlegung
in Anspruch 8 bereitgestellt.
-
Vorzugsweise
weist der Schritt der Auswahl zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt
den Schritt der Beurteilung auf, ob sich der zweite Abschnitt an
einem Ort befindet, an dem mit einem geeigneten Empfänger kommunizieren
kann oder nicht. Dies bedeutet, dass wenn ein Empfänger, welcher
in der Lage ist, die von dem zweiten Abschnitt übertragenen Signale zu demodulieren,
nahe genug bei der Vorrichtung angeordnet ist, welche den zweiten
Abschnitt aufweist, um die von dem zweiten Abschnitt übertragenen
Signale ohne übermäßige Verzerrung empfangen
zu können,
der zweite Abschnitt dann vorzugsweise ausgewählt wird; ansonsten wird vorzugsweise
der erste Abschnitt ausgewählt.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Empfang eines Sprachsignals gemäß Darlegung
in Anspruch 9 der anliegenden Ansprüche bereitgestellt.
-
Vorzugsweise
weist der Schritt der Auswahl zwischen dem ersten und dem zweiten
Abschnitt den Schritt der Beurteilung auf, ob sich der zweite Abschnitt
an einem Ort befindet, an dem er in der Lage ist, mit einem geeigneten
Sender oder Transmitter zu kommunizieren oder nicht. Dies bedeutet,
dass wenn ein Sender, welcher in der Lage ist, die Signale für den Empfang
durch den zweiten Abschnitt zu modulieren, nahe genug an der Vorrichtung
angeordnet ist, welche den zweiten Abschnitt aufweist, um Signale an
den zweiten Abschnitt ohne übermäßige Verzerrung
zu übertragen,
dann vorzugsweise der zweite Abschnitt ausgewählt wird; ansonsten wird vorzugsweise
der erste Abschnitt ausgewählt.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird eine Ausführungsform der Erfindung nun
beispielhaft mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
Es
zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konzeptuell veranschaulicht; und
-
2 ein
Blockdiagramm, welches drei Multiplexing- und Verschachtelungs-Schemata
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
-
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
-
1 veranschaulicht
in Blockdiagrammformat einen Teil der Übertragungsschaltkreisanordnung
zur Verwendung in einer tragbaren Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Übertragungsschaltkreisanordnung 1 weist einen
Vocoder 10, eine Kanalcodierungsvorrichtung oder einen
Codierer-Decodierer bzw. Codec 20, eine Multiplexing- und
Verschachtelungsvorrichtung 30, eine erste Modulationsvorrichtung 41,
eine zweite Modulationsvorrichtung 42, eine Antenne 50 sowie eine
Steuervorrichtung 100 auf. Diese Schaltkreisanordnung 1 ist
in der Lage, Sprachsignale entweder auf herkömmliche Art und Weise unter
Verwendung eines herkömmlichem
Gauss-Minimum-Shift-Keying-Modulationsverfahrens
(unter Verwendung der ersten Modulationsvorrichtung 41) zu übertragen,
oder indem sie den Vorteil höherer Datenraten
nutzt, welche erzielt werden können, wenn
eine Modulationsvorrichtung mit höherer Modulationsordnung (wie
bei spielsweise die zweite Modulationsvorrichtung 42) verwendet
wird.
-
Zur Übertragung
von Sprachsignalen auf herkömmliche
Art und Weise wird das zu übertragende
Sprachsignal in einen Vocoder 10 eingegeben, welcher ein
digitales Signal ausgibt, das dem Eingangssignal entspricht. Ein
derartiger Vocoder zur Verwendung in einem GSM-System ist wohlbekannt und
wird hier nicht ausführlich
beschrieben, mit Ausnahme des Kommentars, dass verschiedene Vocoder
zur Verwendung in GSM-Systemen bekannt sind. Diese GSM-Vocoder können entweder
bei einem Vollraten(FR)-Multiplexingschema oder bei einem Halbraten(HR)-Multiplexingschema
(wird nachfolgend beschrieben) abgebildet werden.
-
Das
von dem Vocoder 10 ausgegebene digitale Signal 10 wird
in den Codec 20 zusammen mit beliebigen zusätzlichen
zu übertragenden
Daten wie beispielsweise Fast Associated Control CHannel (FACCH)
Daten oder Slow Associated Control CHannel (SACCH) Daten eingegeben.
Der Codec 20 verarbeitet im Wesentlichen die Datensignale,
welche in diesen eingegeben werden, um Ausgangssignale zu erzeugen,
welche den Eingangssignalen entsprechen, welche jedoch eine Redundanzmenge
darin einschließen,
so dass, wenn einige Bits in dem Signal "verloren worden sind" der Empfänger für gewöhnlich in der Lage ist, zu
erfassen, dass ein solcher Verlust aufgetreten ist, und sogar in
der Lage ist, die verlorenen Bits wiederherzustellen. Der Betrieb
geeigneter Codecs ist erneut wohlbekannt und der Betrieb des Codecs 20 wird
hinsichtlich der herkömmlichen GSM-Sprachübertragung
nicht weiter erörtert,
mit der Ausnahme der Erwähnung,
dass bei Betrieb der Schaltkreisanordnung im herkömmlichen
Modus, bei welchem der Vocoder 10 ein digitales Signal
bei weniger als 22,8 kbits/s (für
gewöhnlich
13 kbits/s) ausgibt, der Codec 20 ein kanalcodiertes Sprachsignal bei
ungefähr
22,8 kbits/s ausgibt.
-
Das
codierte Sprachsignal, welches von dem Codec 20 ausgegeben
wird, wird in die Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 eingegeben, deren
Betrieb in der Technik ebenfalls wohlbe kannt und verständlich ist,
und daher wird ihr Betrieb hier nur kurz erörtert. Die Multiplexing- und
Verschachtelungsvorrichtung 30 empfängt eine Reihe unterschiedlicher
Sigale gleichzeitig und multiplext diese (d. h. sie bestimmt, in
welcher Reihenfolge die Signale gesendet werden). Sie führt zudem
eine Verschachtelung aus (z. B. Sendung von Bits eines Datenblocks
in Datengruppen, wobei jede Datengruppe dazu bestimmt ist, in ihrem
eigenen jeweiligen Burst gesendet zu werden). Im herkömmlichen
GSM-Modus organisiert die Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung
die verschachtelten Gruppen (zusammen mit einigen Burst-Formatdatenbits
und einer Midamble) in Burstgruppen, welche an die erste Modulationsvorrichtung 41 (einen
GMSK-Modulator) zu angemessen beabstandeten Zeiten geliefert werden, um
wohldefinierte periodische Zeitschlitze innerhalb des TDMA-Rahmengefüges auszufüllen, nachdem die
Burstgruppen zur Modulation der geeigneten Trägerfrequenz durch die Modulationsvorrichtung 41 verwendet
worden sind. Das von der Modulationsvorrichtung 41 ausgegebene
Signal wird mit Hilfe der Antenne 50 ausgestrahlt.
-
Der
Betriebsmodus des Kanal-Codec 20 sowie der Multiplexing-
und Verschachtelungsvorrichtung 30 wird durch die Steuerung 100 festgelegt.
Auf diese Weise kann die Steuerung, wenn sich die Übertragungsschaltkreisanordnung
an einem Ort befindet, an welchem sie mit einem Empfänger kommunizieren
kann, welcher für
den Empfang von von der zweiten Modulationsvorrichtung 42 modulierten
Signalen ausgelegt ist, bewirken, dass der Kanal-Codec 20 und
die Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 in
einem beliebigen aus einer Vielzahl alternativer Betriebsmodi arbeiten,
um Spachsignale vorteilhaft zu übertragen.
Es versteht sich, dass in all diesen alternativen Betriebsmodi der
Betrieb des Vocoders 10 unbeeinträchtigt ist (es können verschiedene
Arten von Vocodern verwendet werden – z. B. HR- oder EFR-Vocoder – was zu
unterschiedlichen Betriebsmodi des Kanal-Codec 20 und der
Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 führt, wobei
der Betrieb der Vocoder jedoch nicht verändert wird). Mit Bezug auf 2 wird
der Betriebsmodus derart gewählt,
dass die Datenrate nach der Kanalcodierung gleich α.22,8 kbps
für FR-Schemata
und α.11,4
für HR-Schemata
ist.
-
Immer
noch mit Bezugnahme auf 2 werden nun drei alternative
oder unkonventionelle Betriebsmodi des Kanal-Codec 20 sowie
der Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 beschrieben.
In allen drei zu beschreibenden Verfahren gibt die Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 Burst-Datengruppen
nicht an die erste Modulationsvorrichtung 41 aus, sondern
an die zweite Modulationsvorrichtung 42, welche bei einer
höheren
Modulationsordnung als die erste Modulationsvorrichtung 41 arbeitet.
Es versteht sich, dass es sich bei der ersten Modulationsvorrichtung
um einen GMSK-Modulator handelt, was bedeutet, dass jedes Modulationssymbol
nur 1 Bit sein kann; im Gegensatz hierzu kann bei der zweiten Modulationsvorrichtung
jedes Symbol 2, 3 oder möglicherweise mehr Bits abhängig von
der Modulationsordnung der zweiten Modulationsvorrichtung 42 darstellen.
Daher kann es sich bei der zweiten Modulationsvorrichtung beispielsweise
um einen 8PSK-Modulator handeln, welcher 3-Bit-Symbole bewältigen kann,
oder um einen 4PSK-Modulator, welcher 2-Bit-Symbole bewältigen kann.
-
Das
Blockdiagramm von 2 veranschaulicht 3 mögliche alternative
Betriebsmodi des Kanal-Codec 20 sowie der Multiplexing-
und Verschachtelungsvorrichtung 30 (MODUS A1, MODUS A2,
MODUS A3). Es versteht sich, dass alle Pfeile (welche Signale darstellen)
doppelseitig sind, um anzuzeigen, dass die Prozesse im Wesentlichen
reversibel bzw. umkehrbar sind, wobei die Bewegung von Signalen
von links nach rechts eine Übertragung
darstellt und eine Signalbewegung von rechts nach links einen Empfang
darstellt.
-
Im
Modus A1 erzeugt ein Full-Rate- bzw. FR-Vocoder 10 für gewöhnlich ein
13 kbit/s-Signal (tatsächlich
erzeugt er Blöcke
von 260 Bits alle 20 ms) auf bekannte Art und Weise und kommuniziert dies
dem Kanal-Codec 20; der Kanal-Codec 20 führt eine
geeignete Codierung dieses Signals durch, um ein geschütztes Signal
zu erzeugen, welches eine Datenrate von bis zu ?.11,4 kbits/s (entspricht
Blöcken
von α-mal
228 alle 20 ms) aufweist. Eine Reihe von Algorithmen, welche zur
Durchführung
einer derartigen Kanalcodierung geeignet sind, sind für Fachleute
in der Technik basierend auf der Art von Algorithmen, welche gegenwärtig zur
Ausführung
einer Kanalcodierung bei Betrieb im herkömmlichen Modus bekannt sind,
offensichtlich; in der Tat ist, wenn α = 2 (was einer Modulationsvorrichtung 42 mit
einer zweifachen Modulationsordnung entspricht) die Ausgaberate
aus dem Kanal-Codec 20 optimalerweise 22,8
kbits/s, welche dieselbe ist als bei Vollraten-Multiplexing in dem
herkömmlichen
GSM-Fall, und daher ist es in diesem Fall möglich, dass der Kanal-Codec 20 exakt
dieselbe Kanalcodierung (und somit denselben Kanalcodierungs-Algorithmus)
wie bei der herkömmlichen
Vollraten-Sprachcodierung verwendet. Wenn α = 3, wobei es sich um den 8PSK-Fall
handelt, kann eine unterschiedliche Kanalcodierung verwendet werden,
welche mehr Redundanz und somit mehr Schutz für das in den Kanal-Codec 20 eingegebene Signal
einführt.
Eine derartige geeignete Kanalcodierung wird hier nicht explizit
beschrieben, lässt
sich von einem Fachmann in der Technik jedoch leicht entwickeln.
Der gesamte Verkehrskanal nach dem Vocoder 10 wird nachfolgend
als TCH/HSa (Half-rate Speech Traffic CHannel; Sprachkanal mit halber
Bitrate) bezeichnet, wobei die Nachsilbe "a" anzeigt, dass
es sich hierbei nicht um den herkömmlichen Half-rate Speech Traffic
CHannel TCH/HSa bzw. Sprachkanal mit halber Bitrate handelt).
-
Der
Verschachtelungsprozess im MODUS A1 teilt die codierten Signale,
welche zu der TCH/HSa-Kanaleingabe in die Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 gehören, auf
und ordnet diese in Burstgruppen zur Übertragung in separaten Frames
oder Zeitrahmen auf entsprechende Art und Weise an, wie es der Fall
bei dem herkömmlichen
TCH/HS-Kanal ist. Dies bedeutet, dass jeder Datenblock (von bis
zu α-mal
228 Bits), welcher von dem Kanal-Codec 20 ausgegeben
wird, in 4 Datengruppen (von bis zu α-mal 57 Bits) getrennt wird,
wobei jeder davon im Wesentlichen einen halben Burst (d. h. α-mal 57 Bits
ausschließlich
der Midamble) ausfüllt,
und diese Gruppen sind diagonal über
4 wechselnde Zeitrahmen oder Frames verschachtelt (d. h. insgesamt
8 Zeitrahmen oder Frames, wobei nur ein einzelner Burst in jedem
Zeitrahmen übertragen
wird – wobei
jeder Zeitrahmen oder Frame eine Dauer von 8 Burstperioden aufweist – wobei
die entsprechenden Zeitschlitze in jedem Zwischen-Zeitrahmen oder
-Frame zur Verwendung durch einen anderen Benutzer reserviert sind).
Der einzige Unterschied in den Datengruppen zur Übertragung in einem einzelnen
Burst zwischen TCH/HSa und TCH/HS liegt darin, dass jede Gruppe
im MODUS A1 TCH/HSa α-mal
57 Bits anstelle von nur 57 Bits im herkömmlichen TCH/HS aufweist.
-
Unter
Bezugnahme nun auf den FACCH/Ha-Kanal (welcher MODUS A1 zugehörig ist),
wenn ein Block von Fast Associates Control-Daten übertragen
werden soll, wird ein Block mit 184 Bits in den Kanal-Codec 20 eingegeben,
welcher eine geeignete Codierung dieses Blocks zur Erzeugung eines
Blocks mit α-mal
228 Bits ausführt;
wie zuvor kann, wenn α =
2 ist, dieselbe Codierung wie bei herkömmlichen FACCH/F-Daten verwendet
werden, ansonsten kann (d. h. wenn α = 3 oder mehr ist) eine neue
Art von Codierung verwendet werden, welche mehr Redundanz und somit
mehr Schutz für
die Steuerdaten liefert. Ebenso wie in dem herkömmlichen Fall von FACCH/F-Daten
wird ein ganzer Sprachblock von dem FACCH/Ha unter Steuerung der
Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung 30 entwendet
und dann als 4 tiefe, diagonal verschachtelte Gruppe übertragen.
Es versteht sich, dass sich dies von dem herkömmlichen Fall des FACCH/H-Kanals
unterscheidet, in welchem jeder codierte Block von Steuerdaten doppelt
so groß wie ein
codierter Sprachblock ist, was zu 2 entwendeten benachbarten Sprachblöcken sowie
einem halb diagonalen, halb rechtwinkligen Verschachtelungsschema,
welches 6 tief ist, führt.
-
Wenn
man nun auf den SACCH/THa-Kanal (welcher MODUS A1 zugehörig ist)
Bezug nimmt, muss ein Block von SACCH-Daten (von 184 Bits) alle 480
ms (entspricht einer Datenrate von 0,383 kbits/s) übertragen
werden; dies entspricht einem SACCH-Block, welcher für alle 104
TDMA-Frames (wobei jeder davon 8 Burst-Perioden aufweist, von denen
nur eine von einem einzelnen Hörer
verwendet wird) oder über
4 Mehrfachrahmen oder Multiframes (jeder Multiframe weist 26 Zeitrahmen
oder Frames auf) übertragen
wird. Ebenso wie in herkömmlichen
Halbraten- und Vollraten-Schemata wird nur ein SACCH-Burst in jedem
Multiframe gesendet, und es müssen
4 Multiframes empfangen werden, um einen vollen Block von SACCH-Daten
zu empfangen. Der Unterschied liegt darin, dass aufgrund der höheren Modulationsordnung
jeder Burst α-mal
die Datenmenge im Vergleich zu jedem herkömmlichen Fall tragen kann (d.
h. die halbe oder volle Rate), so dass der Kanal-Codec 20 einen
neuen Kanal-Codierungsalgorithmus verwenden kann, welcher die bis
zu α-fache
Redundanz einbringen kann, und somit den Schutz für die SACCH-Daten.
-
MODUS
A1 bietet die Vorteile des herkömmlichen
Halbraten-Sprachmodus, ganauer gesagt, dass im Durchschnitt nur
1 in 16 Burst-Perioden
(d. h. in jedem zweiten Frame oder Zeitrahmen) erforderlich ist,
wodurch 2 fest zugeordnete Sprachkanäle ermöglicht werden, wobei die meisten
Nachteile, welche mit dem herkömmlichen
Halbraten-Sprachmodus verbunden sind, genauer gesagt die schlechte Qualität von in
der Praxis übertragener
Sprache aufgrund unzureichendem Schutz und Verschachtelung, um eine
Fehlerkorrektur auf der Empfängerseite
zu ermöglichen, überwunden
werden. Überraschenderweise
stellt MODUS A1 eine ausreichend gute Sprachqualität bereit,
die für
Netzwerkbetreiber trotz der Tatsache, dass immer noch eine Verschachtelungstiefe
von 4 vorliegt, annehmbar ist, da Vollraten-Vocoder mit mehr Schutz
für das
Ausgangssignal aus dem Vocoder, als bei dem herkömmlichen Halbraten-Modus möglich ist,
verwendet werden. Der andere Vorteil der Verwendung von MODUS A1
liegt darin, dass die von einer tragbaren Kommunikationsvorrichtung
verbrauchte Energie als Ergebnis davon reduziert werden kann, dass
fast nur die halbe Anzahl an Bursts als im herkömmlichen Fall übertragen werden
muss (obwohl dieser Vorteil durch den zusätzlichen Stromverbrauch der
komplexeren zweiten Modulationsvorrichtung im Vergleich zu der ersten Modulationsvorrichtung
geschmälert
wird).
-
Mit
Bezug auf MODUS A2 ist dieser Modus dem herkömmlichen Vollraten-Sprachmodus
sehr ähnlich,
mit der Ausnahme, dass die Ausgabe aus dem Kanal-Codec 20 α-mal so groß wie in
dem herkömmlichen
Fall ist, wodurch eine viel größere Redundanz
und somit Schutz des codierten Sprachsignals ermöglicht wird. Dieser Modus ist
widerstandsfähiger
als der herkömmliche
Vollraten-Sprachmodus und ist daher für Gelegenheiten geeignet, wo
die Sprachqualität
in dem herkömmlichen
Vollratenmodus als Ergebnis der Anordnung an einem besonders nachteiligen
oder schädlichen
Ort (z. B. viele Gebäude
unterschiedlicher Größe oder ähnliche
Hindernisse) schlecht ist.
-
MODUS
A3 ist dem herkömmlichen
Halbraten-Sprachmodus sehr ähnlich,
mit der Ausnahme, dass die Ausgabe aus dem Kanal-Codec 20 α-mal so groß ist wie
in dem herkömmlichen
Fall, wodurch eine viel größere Redundanz
und somit Schutz für das
codierte Sprachsignal ermöglicht
werden. Dieser Modus ist widerstandsfähiger als der herkömmliche Halbraten-Sprachmodus
und ist daher für
Netzwerkbetreiber annehmbar, welche gegengwärtig keine herkömmlichen
Halbraten-Modi verwenden, da die Sprachqualität im Allgemeinen unzufriedenstellend schlecht
ist. Es versteht sich, dass im Gegensatz zu MODUS A1 ein Block von
FACCH-Daten nach der Kanalcodierung durch den Kanal-Codec 20 bis
zu doppelt soviele Bits wie jeder Sprachblock nach einer Codierung
durch den Kanal-Codec 20 enthält, und somit
jeder FACCH-Block 2 Sprachblöcke entwendet und auf herkömmliche
Art und Weise für
den herkömmlichen
Halbraten-Modus (d. h. über
6 Zeitrahmen in halb diagonaler, halb rechteckiger Art und Weise,
wie es in der Technik gut bekannt ist) verschachtelt ist. Selbstverständlich erhält der Block
von FACCH-Daten aufgrund der Tatsache, dass er bis zu zweimal soviele
Bits wie der Sprachblock enthält, mehr
Schutz durch den Kanal-Codec 20 als in dem herkömmlichen
Fall der Verwendung der halben Bitrate; dies ist in Fällen nützlich,
in denen die Auswahl einer höheren
Modulationsordnung mehr Fehler bei der richtigen exakten Interpretation
des Symbols verursacht.
-
Viele
alternative Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung wie beispielsweise Viertelraten-Modi sind vorstellbar,
bei denen nur jeder vierte Zeitrahmen (im Durchschnitt) zur Bildung
eines einzelnen fest zugeordneten Kanals verwendet wird, wenn eine
ausreichend hohe Modulationsordnung verwendet wird, um zu ermöglichen,
dass ein einzelner Sprachblock nach einer Kanalcodierung in 2 Datengruppen
geteilt wird, welche jeweils einen halben Burst ausfüllen, und über 2 Zeitrahmen
unter Verwendung einer diagonalen Verschachtelung übertragen
werden. Bei einem derartigen Viertelraten-Modus füllen SACCH-Daten
nach einer Kanalcodierung vorzugsweise 2 volle Bursts aus und sind
im Idealfall über
4 Multiframes mit einem weiteren SACCH-Datenblock, welcher zu einem
unterschiedlichen Kanal gehört,
verschachtelt.
-
Des
Weiteren versteht sich, dass die vorliegende Erfindung ebenso auf
Basisstationen wie auch auf tragbare Kommunikationsvorrichtungen
oder mobile Einheiten mit den relevanten Modifikationen, die bei
Basisstationen im Vergleich zu mobilen Einheiten notwendig sind,
zutrifft.
-
Ähnlich können Kombinationen
der vorstehend beschriebenen Betriebsmodi verwendet werden, wie
beispielsweise die Verwendung eines Modus mit halber Bitrate (Halbraten-Modus),
bei welchem jeder Block von FACCH-Daten nach der Kanalcodierung
nur so groß wie
ein einzelner Block von Sprachdaten nach der Codierung ist, und
er daher nur einen einzigen Block von Sprachdaten wie bei dem Betrieb
von MODUS A1 entwenden muss.
-
Ähnlich können neue
Typen von Vocodern zusammen mit Kanalcodierung zum Betrieb mit der zweiten
Modulationsvorrichtung spezifiziert werden. Im letzten Fall können die
Multiplexing-Schemata wie bei der zweiten Modulationsvorrichtung
verbleiben, so lange die Bitrate am Ausgang des Kanalcodierers α.22,8 kbps
bei FR und α.11,4
kbps bei HR nicht überschreitet.