DE69938229T2 - Tragbare Kommunikationsvorrichtung - Google Patents

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    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/403Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency
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Description

  • 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.

Claims (9)

  1. Kommunikationsvorrichtung (1), welche Folgendes aufweist: einen ersten Abschnitt mit einer ersten Modulations-/Demodulationsvorrichtung (41), die bei einer ersten Modulationsordnung arbeitet, zum Senden und Empfangen von Sprachsignalen; einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten Modulations-/Demodulationsvorrichtung (42), die bei einer zweiten Modulationsordnung arbeitet, wobei die zweite Modulationsordnung höher als die erste Modulationsordnung ist, zum Senden und Empfangen von digitalen Signalen bei einer höheren Datenrate, als von dem ersten Abschnitt erreicht werden kann; und eine Datenkonvertierungsvorrichtung (20, 30, 100), die arbeitet, um gemäß eines Datenkonvertierungsschemas codierte Sprachsignale in digitale Signale oder digitale Signalen in codierte Sprachsignale zu wandeln, wobei die digitalen Signale von der oder zur ersten (41) oder zweiten (42) Modulations-/Demodulationsvorrichtung übertragen werden, wobei Sprachsignale, die von einem Vocoder (10) codiert werden, der zur Verwendung in einem Vollraten-Datenkonvertierungsschema angepasst ist, in digitale Signale oder aus digitalen Signalen codiert werden, die unter Verwendung eines Halbraten-Datenkonvertierungsschemas an die oder von der zweiten Modulations-/Demodulationsvorrichtung (42) übertragen werden.
  2. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Modulationsordnung eine einfache Modulationsordnung und die zweite Modulationsordnung eine dreifache Modulationsordnung ist.
  3. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Modulationsordnung eine einfache Modulationsordnung und die zweite Modulationsordnung eine zweifache Modulationsordnung ist.
  4. Kommunikationvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Modulations-/Demodulationsvorrichtung (42) dieselben Vollraten- und Halbraten-Datenkonvertierungsschemata wie die erste Modulations-/Demodulationsvorrichtung (41) wieder verwendet.
  5. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkonvertierungsvorrichtung (20, 30, 100) eine Kanalcodierungsvorrichtung (20) zusammen mit einer Multiplexing- und Verschachtelungsvorrichtung (30) sowie eine Steuerung (100) aufweist, die in der Lage ist, den Betriebsmodus der Kanalcodierungsvorrichtung und der Multiplex- und Verschachtelungsvorrichtung auf eine solche Weise zu ändern, dass Häufungen bzw. Bursts von Daten bereitgestellt werden, die zur Modulation durch die erste Modulations-/Demodulationsvorrichtung (41) oder durch die zweite Modulations-/Demodulationsvorrichtung (42) geeignet sind.
  6. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung eine tragbare Kommunikationsvorrichtung ist.
  7. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung eine Basisstation ist.
  8. Verfahren zur Übertragung eines Sprachsignals, welches die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines ersten Datensignals, das dem zu übertragenden Sprachsignal entspricht, Auswahl zwischen einem ersten Abschnitt einer Kommunikationsvorrichtung (1) mit einer ersten Modulationsvorrichtung (41), die bei einer ersten Modulationsordnung arbeitet, zum Übertragen von Sprachsignalen, und einem zweiten Abschnitt einer Kommunikationsvorrichtung (1) mit einer zweiten Modulationsvorrichtung (42), die bei einer zweiten Modulationsordnung arbeitet, wobei die zweite Modulationsordnung höher als die erste Modulati onsordnung ist, zum Übertragen von digitalen Signalen bei einer höheren Datenrate als von dem ersten Abschnitt erreichbar ist, und, wenn der zweite Abschnitt ausgewählt wird, Umwandeln von Sprachsignalen, die mit einem Vocoder (10), der zur Verwendung in einem Vollraten-Datenkonvertierungsschema angepasst ist, in digitale Signale codiert werden, die von der zweiten Modulationsvorrichtung (42) gemäß eines Halbraten-Datenkonvertierungsschemas übertragen werden.
  9. Verfahren zum Empfang eines Sprachsignals, das die folgenden Schritte umfasst: Auswahl zwischen einem ersten Abschnitt einer Kommunikationsvorrichtung (1) mit einer ersten Demodulationsvorrichtung (41), die bei einer ersten Modulationsordnung arbeitet, zum Empfang von Sprachsignalen, und einem zweiten Abschnitt der Kommunikationsvorrichtung (1) mit einer zweiten Demodulationsvorrichtung (42), die bei einer zweiten Modulationsordnung arbeitet, wobei die zweite Modulationsordnung höher als die erste Modulationsordnung ist, zum Empfang von digitalen Signalen bei einer höheren Datenrate als von dem ersten Abschnitt erreicht werden kann, und, wenn der zweite Abschnitt ausgewählt wird, Umwandlung von digitalen Signalen, die an die zweite Demodulationsvorrichtung (42) übertragen werden, unter Verwendung eines Halbraten-Datenkonvertierungsschemas, in codierte Sprachsignale, die von einem Vocoder (10), der zur Verwendung in einem Vollraten-Datenkonvertierungsschema angepasst ist, codiert worden sind.
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