DK174553B1 - Kommunikationssystem med tidsmultipleks for effektiv udnyttelse af frekvensbånd - Google Patents

Description

DK 174553 B1

Den foreliggende opfindelse angår generelt to-vejs radiokommunikation og mere specielt tids-multiplekset digital kommunikation, og den angår specielt et kommunikationssystem for effektiv udnyttelse af et frekvensbånd.

» 5 Fagfolk på området erkender, at de tilgængelige frekvensbånd for kommunikation er overbefol kede og udsat for trafikpropper. Myndighederne har længe forsøgt at genoprette de tilgænge-* lige frekvensbånd eller at få tildelt tidligere optagne bånd for at lette trafikafviklingen. Denne situation er særligt mærkbar i storbyområder, hvor et stort antal radiotelefonbrugere er samlet på et lille geografisk område. Et forslag, som bliver vurderet af amerikanske myndigheder, er at 10 dele en del af UHF TV-båndet med mobilradio. Et andet alternativ, som bliver vurderet, er at genoprette reservebåndet for land-mobilradio I 896-902 MHz området for privat mobilradio på land.

Et andet alternativ vurderet af amerikanske myndigheder er at redefinere standarden for mobil-15 kommunikationskanaler på land. Den nuværende standard for mobilkommunikation på land er en kanal med 25 kHz båndbredde. Myndighederne kan imidlertid redefinere denne standard til at benytte 12,5 kHz eller 15 kHz kanaler. Teorien bag denne opsplitning af bånd er, at man skal opnå en fordobling af antallet af kanaler i ethvert nyligt oprettet frekvensbånd. Efterhånden som ældre frekvensbånd bliver reorganiseret, kan det blive nødvendigt, at ait udstyr for radiokom-20 munikation opererer med 12,5 kHz båndbredde.

Selv om en bånddeling fremstår som (et og besnærende, vil det alligevel ikke kunne ske uden omkostninger. Nuværende kommunikationsudstyr opererer med et tilstrækkeligt "dæknings-bånd" mellem nærliggende kanaler, som beskytter mod forstyrrelse fra nabokanaleme (når 25 senderne har en vis frekvensstabilitet). Bånddelingen ville selvsagt også reducere "dækningsbåndet" med tendens til, at interferensen mellem nabokanater ville øges. Selv om man antager en forbedring af senderstabiliteten, større end to til en, og krystalfiltre med hø] selektivitet i modtagerne, så kan nabokanategenskaber blive forringet ved en sådan deling af båndet. Derfor er der betydelige teknologiske hindringer, som må overvindes for at opnå en radio med 30 sammenlignelige egenskabskarakteristikker og til konkurrerende markedspris. Derfor eksisterer der et stort markedsbehov for at udvikle et kommunikationssystem, som medfører en forøgelse i antallet af tilgængelige tommunikattonskanaier, og som er kompatibelt med dagens udstyr for 25 kHz kanalbåndbredde.

35 Et formål med den foreliggende opfindelse er at anvise et kommunikationssystem for høj udnyttelse af tilgængelige frekvensbånd.

2 DK 174553 B1

Det er videre et formål med opfindelsen at anvise et kommunikationssystem, som uden videre er tilpasset forbedrede kodningsteknikker.

Et yderligere formål med opfindelsen er at anvise et kommunikationssystem, som bruger 25 kHz 5 båndbredde på kanalerne, og som udnytter dette frekvensspektrum maksimalt.

Som det vil blive forklaret i det følgende, er disse og andre formål opnået i det nu udviklede kommunikationssystem med tidsdelt multipleksing.

10 Kort forklaret, i overensstemmelse med opfindelsen, bliver et kommunikationssystem med tidsdelt multipleks (TDM) beskrevet, som deler kanalerne for radiofrekvenskommunikation op i mindst to tidsforskellige vinduer. Talesignaler, som skal sendes af systemet, bliver analyseret og stemmekodet til et digitalt signal, som bliver sendt i løbet af et eller flere af tidsvinduerne. Modtagne meldinger bliver genvundet fra mindst et af tidsvinduerne, og talemeldingen bliver 15 afkodet fra det stemmekodede signal. På denne måde kan flere talemeldinger blive overført i tidsmultipleks på en enkelt kanal med båndbredde 25 kHz.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor 20 fig. 1 viser et blokdiagram af et TDM kommunikationssystem ifølge opfindelsen, fig. 2 en ill ustration af den foretrukne organisation af en kommu nikationskanal, fig. 3a en illustration af den foretrukne organisation af tidsvinduets indiedningsdata (slot overhead) for en sending fra primær- til fjemenhed, fig. 3b en illustration af den foretrukne organisation for tidsvinduets indledningsdata (slot 25 overhead) for en sending fra Ijern- til primærenhed, fig. 4 et blokdiagram for en fjernenhed ifølge opfindelsen, fig. 5 et blokdiagram for en primærenhed ifølge opfindelsen, fig. 6 et blokdiagram af en enkelfrekvensprimærenhed ifølge opfindelsen, fig. 7 et blokdiagram af den foretrukne udførelsesform for styreenheden i fig. 4-6, 30 fig. Ba-8c rutediagrammer for trinene, som bliver gennemløbet af styreenheden i fig. 4, og fig. 9 et rutediagram for trinene, som bliver gennemløbet af styreenheden i fig. 6 eller 7.

Fig. 1 viser et blokdiagram for systemet med tidsmultipleks 100 ifølge den foreliggende opfindelse. Systemet består hovedsagelig af en transponder 102, en mobil enhed 104, en basesta-35 tion 106 og en bærbar enhed 108. Som brugt i denne beskrivelse betyder "en bærbar enhed" (108) en kommunikationsenhed, som er konstrueret til at blive båret af en person. En "mobil enhed* (104) er en overføringsenhed konstrueret til at blive transporteret af et køretøj, og en "basestation" (106) skal tolkes som en permanent eller halvpermanent installation med en 3 DK 174553 B1 bestemt lokalisering. Den mobile enhed 104, basestationen 106 og den bærbare enhed 106 bliver herefter kollektivt refereret til som fjemenheder, og transponderen 102 bliver herefter refereret til som primærstationen. Fjemenhedeme kommunikerer via primærstationen og benytter til dette RF-kanaler, som er opdelt i mindst to tidsvinduer. RF-kanaleme, som anvendes ved den , 5 foreliggende opfindelse, antages at være standard smalbånd-mobHradiokanaler dl brug på land.

Disse kanaler bliver betragtet typisk som kommunikationskanaler med båndbredde på 25 kHz , (kanalens frekvenspar er adskilt med 45 MHz i 800 MHz båndet for dupleksing af kanalen).

Selvsagt er andre kanalbåndbredder og mellemrum mulige, men denne opfindelse tager i betragtning brugen af standard mobilkanaler for derved at undgå nødvendigheden af nye myndig-10 hedsoprettelser eller -retningslinier.

For fagfolk vil det være kendt, at menneskets tale indeholder ganske megen overflødig information. For at udnytte frekvensbåndet mest muligt effektivt vil det være ønskeligt at fjerne så meget som muligt af den overflødige information før sending. Meldingen bliver så rekonstrueret 15 i modtageren fra den vigtigste, udsendte teleinformation. En model af talen kan være et eksita-tionssignal, dvs. luft fra lungerne, som driver et filter (stemmebåndene), som har bestemte resonansegenskaber. Talens lyd forandrer sig med tiden, da filteret forandrer sig med tiden. Eksitationen er støjlignende for ustemte lyde (dvs. konsonanter) og fremstår som en periodisk eksitation for stemte lyde (fx vokaler). Derfor må, for at reducere båndbredden som kræves for 20 at sende en stemt lyd, det karakteriserende spektrum for signalet analyseres, og eksitationssig-nalets natur må klarlægges.

Tidligere kommunikationssystemer har brugt laledigitaliseringsteknikker såsom impulskodemo-dulation (PCM) eller modulation ved kontinuerlig variabel flankehældning (CVSD) som forsøg på 25 at gengive bølgeform som funktion af tid for talesignalerne. Disse teknikker har imidlertid den ulempe, at de kræver overføringshastigheder for data i området fra 12 kb/s til 16 kb/s på en 25 kHz kanal. Dette tillader overføring af et talesignal ved brug af CVSD. Fagfolk på området vil vide, at kombinationen af mere effektiv talekodning (fx kodning i området 2,4 kb/s til 9,6 kb/s) og mere effektiv datatransmission (18 kb/s på en 25 kHz kanal) ville tillade overføring af to eller 30 flere talesignaler i 25 kHz af frekvensspektret.

Kendt teknik antyder opdeling af kommunikationskanalerne i smalle frekvenssegmenter, hvor hvert segment udgør et minimum for at kunne overføre en digitaliseret talemekfing. Disse teknikker har to klare ulemper. For det første vil smalle bånd og brede bånd ikke gå godt sammen i 35 et system, således at en gradvis overgang fra bredere til smallere kanaler medfører øget interferens mellem kanalerne. For det andet vil ethvert valg af smallere standardbåndbredde "fastfryse" teknikkens stade. Dette, fordi en redefinering og fastsættelse af en standardbåndbredde 4 DK 174553 B1 for mobil kommunikation vil hindre fordelagtig udvikling af teknologiske forbedringer bortset fra en sådan redefinering af kommunikationsstandarder.

Den foreliggende opfindelse beholder den nuværende standard for kanalerne for mobilkommu-5 nikation på land, medens den deler tid mellem brugerne i overensstemmelse med den nødvendige brøkdel af bitkapaciteten pr. kanal for at kunne overføre et talesignal.

Denne fremgangsmåde har den fordel, at den beholder den nuværende beskyttelse mod interferens, og den tillader opdeling af tiden så ofte som nødvendigt for at nyttiggøre senere opnåede 10 fordele ved fremskridt i teknikken for kodning og dataoverføring.

Den foreliggende opfindelse omfatter stemmekodning af talesignalet for at opnå minimum overføringshastighed for taledata. I denne beskrivelse betyder "stemmekodning" den analyse og syntese af stemme, som enten udnytter en "stemmelejemoder, eller som kvantiserer under-15 bånd i talens bølgeform for at fjerne overflødig talt information for dermed at gøre det muligt at overføre den nødvendige stemmeinformation med reduceret båndbredde.

Et typisk eksempel på en stemmekoder, som udnytter en stemmelejemodel, er en lineær forudsigende koder (LPC). En LPC analysator opererer typisk på blokke med digitaliseret 20 stemme, som bestemmer modelparametre, der er anvendelige i løbet af en speciel blok, og overfører disse parametre til en synteseenhed i modtagerenheden. Synteseenheden rekonstruerer talesignalet ved at udnytte de modtagne parametre. Da modelparametrene varierer langsomt med tiden sammenlignet med talesignalets bølgeform, bliver det overflødige i talesignalet fjernet.

25

Et typisk eksempel på en stemmekoder, som udnytter kvantisering af underbånd i talen, er en underbåndkoder (SBC). I en SBC analysator bliver underbånd af talens bølgeform kvantiseret, og en afgørelse bliver taget med hensyn til talens energi i hvert underbånd. Kun de energibånd, som har et energiindhold over en forudbestemt tærskel, bliver sendt og muliggør dermed over-30 føring med reduceret båndbredde. I overensstemmelse med dette vil stemmekodning medføre en yderligere reduktion af overføringshastigheden i taledata ved at bruge en kodningsteknik baseret på specielle egenskaber ved tale, hvor kun information fra talesignalet, som er vigtig for tolkningen, bliver overført. Stemmekodning tillader en tilstrækkelig lav hastighed for kodningen af tale til, at opdeling af en båndbredde på 25 kHz bliver mulig og for dermed at realisere et 35 kommunikationssystem med effektiv udnyttelse af frekvensbåndet. 1 fig. 2 er vist en RF-kanal for kommunikation 200, som igen er inddelt i 8 tidsvinduer. Hvert tidsvindue 1-8 er tilknyttet et forord 202, som indeholder en signal protokol, som omtales senere.

5 DK 174553 B1 Så snart RF-kanalen er blevet opdelt i et forudbestemt antal tidsvinduer (8 i denne foretrukne udførelsesform), bliver de grupperet i undergrupper, som danner tidsvinduer for kommunikation, som bruges af de aktuelle systembrugere.

5 Fagfolk på området vil vide, at stemmekodning af en stemme med forskellige kodningshastigheder, kan påvirke den hørbare kvalitet af den modtagne tale. 1 overensstemmelse med dette vil ^ tale, som er stemmekodet af en 9,6 kb/s underbånd koder (SBC), være kvalitetsmæssig bedre end tale, som er LPC kodet med 2,4 kb/s. Derfor vil den foreliggende opfindelse tage i betragtning grupperingen af de 8 tidsvinduer til undergrupper, som vi! kræves af den specielle stemme-10 koder, som anvendes. Et eksempel på et arrangement af vinduetilordninger vises i fig. 2 (henvisning 202). Undervinduer 1-4 er kombineret til at danne vinduet 1a, som vil sørge for tilstrækkelig kvalitet på talen for brugerne af systemet. Vinduerne 1b og 1c bliver dannet ved at kombinere to undervinduer (henholdsvis 5-6 og 7-8) og vil overføre talen med dårligere kvalitet, men den vil fremdeles være acceptabel for en del brugere.

15

Som man ser af dette, vil beslaglagt driftstid variere afhængigt af, hvilken kvalitet der ønskes på talen i en speciel brugeromgivelse. Desuden, efterhånden som teknologien forhedres, og tale-kvaliteten for en stemmekoder med lavere bithastighed bliver bedre, kan yderligere underopdeling finde sted, fordi systemet oprindelig var konstrueret for et større antal tidsvinduer (dvs. i 20 sidste instans ville de 8 tidsvinduer være kommunikationsvinduer). 1 fig. 3a og 3b er vist en foretrukket udførelsesform for indledningsdata (overhead datainformation), (202 i fig. 2), for både primær- til fjern- og fjern- til primær-overføringerne. Fig. 3a illustrerer indledningsdata 300 for primær- til fjemoverføring. Indledningsdataene begynder med en for-25 plantningsforsinkelse 302. Typisk vil den maksimale tidsforsinkelse for forplantning blive defineret af det specielle systems dækningsområde for en speciel udførelse. Typisk vil systemområdet være hovedsagelig ansvarlig for at bestemme forplantningsforsinkelsen. Fx kan tovejs forplantningsforsinkelsen for fjerne enheder (60 miles) være 12 bits med 18 kb/s signaloverføring. Dersom det stemmekodede signal, som bliver modtaget af primærstationen (transpon-30 deren), blev enkelt repeteret, ville forsinkelsen af meldingen blive en funktion af afstanden til den fjerne senderenhed. De fjerne modtagerenheder ville blive nødt til at afgøre korrekt, hvor meldingens information befandt sig i tidsvinduet for at genvinde talemeldingen korrekt. I overensstemmelse med dette omfatter den foreliggende opfindelse et system, hvor primærstationen repeterer informationen på et bestemt punkt i tidsvinduet. Alle gemenheder 35 synkroniseres til primærstationens sendersignal.

6 DK 174553 B1

Efter forplantningsforsinkelsen 302 følger sendenøgletiden 304. Sendenøgletiden 304 repræsenterer tiden, som det tager at indkoble en enhed mellem sender- og modtagerfrekvens.

Denne tid må betragtes som en typisk system begrænsning, og i den foretrukne udførelsesform er den 1,2 ms. Fagfolk vil erkende, at det aktuelle bitantal, som bliver sendt, vil afhænge af 5 hastigheden af overføringen af data. Selvsagt kan sendenøgletiden mindskes, hvis forbedrede effektforstærkere og frekvenssyntesizere bliver udviklet. Bit-synkroniseringsmønsteret 306 følger sendenøgletiden 304. Bit-synkroniseringsmønsteret af indledningsdataene 300 repræsenterer et digitalt mønster, som kræves for at opnå bit-synkronisering mellem en senderenhed og en modtagerenhed. I den foretrukne udførelsesform består bit-synkroniseringsdelen 306 af 10 1,22 ms med et vekslende logisk 1, logisk 0 mønster. Efter at have skaffet sig bit-synkronise ring må modtagerenheden også have rammesynkronisering for korrekt at kunne afkode et eller flere tidsvinduer. I den foretrukne udførelsesform består rammesynkroniseringsdelen 306 af et forudbestemt digitalord. Modtagerenheden må modtage korrekt rammesynkroniseringsdelen 308 på en måde, som er afgørende (3 af 5 tilfælde i den foretrukne udførelsesform) for at opnå 15 ordentlig rammesynkronisering. Synkronisering på denne måde tillader en acceptabel fejtkvote i systemet ved at udnytte et minimumsantal af databit for at danne synkroniseringsordet. Efter rammesynkroniseringen modtager den fjerne modtagerenhed underrammens ID kode 310. Underrammens ID kode indeholder information, som bliver brugt af en fjernenhed til at styre og dirigere modtagerkredsene til at operere i mindst et TDM-vindue. Selvsagt, som vist i fig. 2, kan 20 den fjerne modtagerenhed, via underrammens ID 310, blive informeret om, at den vil gruppere flere tidsvinduer til et enkelt brugervindue. Efter at have synkroniseret og afkodet en henvisning til mindst et TDM-vindue vil fjernenheden modtage den stemmekodede tale 213, som følger Indledningsdataene 300, 25 I fig. 3b er indledningsdataene 314 for sending fra fjernenhed til primærstation vist. Indledningsdatadelen 314 er lig med indledningsdataene 300 i fig. 3a med undtagelse af forplantningsforsinkeisen, som er unødvendig, fordi primærstationen repeterer alie meldinger på det samme punkt i tidsvinduet, og underrammen ID 310 er ikke nødvendig, fordi vindueshenvisning biiver udført af primærstationen (transponderen). Fjernenheden sender de stemmekodede meldinger 30 ved at føige rammesynkroniseringsdelen 308 (af indledningsdatadelen 314).

i fig. 4 er vist et blokdiagram for en fjernenhed 400. Hjertet i gemenheden 400 er styreenheden 402 (som vil blive vist og beskrevet mere detaljeret senere). Ved sending bliver først et talesignal genereret via mikrofonen 404. Talen biiver analyseret af en stemmekoderanalysator 406, 35 som bliver aktiveret af styreenheden 402 via forbindelsen 407. Stemmekoderanalysatoren kan være enhver passende koder, som i den foretrukne udførelsesform er en LPC eller en SBC stemmekoder. Styreenheden 402 tager den stemmekodede information, som er i digital form, og styrer den til sendebufferen 408 via datalinien 410. Den digitaliserede taleinformation bliver 7 DK 174553 B1 lagret i sendebufferen 408 ved en hvilken som helst kodehastighed, som måtte være valgt af stemmekoderanalysatoren 406. Typiske eksempler på stemmekodede datahastigheder omfatter, men er ikke begrænset af 9,6,4,8 og 2,4 kb/s. Når sendebufferen 408 har nået en forudbestemt kapacitetsgrænse, bliver informationen trukket ud og sendt til senderen 414 af styreenhe-5 den 402 via forbindelsen 412. Naturligvis danner styreenheden for-ord til taleinformationen ved hjælp af indledningsdatadelen 202, som illustreret i fig. 2. Styreenheden 402 kobler senderen - 414 til en antenne 416 via omskifteren 418. Alternativt kunne omskifteren 418 erstattes af en duplekser (eller lignende) for kontinuerligt at koble senderen og modtageren til antennen. På denne måde bliver indledningsdatadelen og taleinformationen sendt med en valgt senderdata-10 hastighed, som må være mindst dobbelt så stor som stemmekoderdatahastigheden. Skiftevis kan datainformation (allerede på digital form) blive sendt på samme måde via datakilden 420. Desuden kan en kombination af stemmekodet tale og data blive sendt alternativt som bestemt af en speciel bruger.

15 For at modtage information fra et tidsvindue kobler styreenheden 402 antennen 416 til en modtager 422 med omskifteren 418. Modtageren 422 er koblet både til styreenheden 402 og en klokgenetableringsindretning 424, som kan være enhver passende indretning, der kan synkronisere styreenheden 402 til den modtagne information ved at bruge bit-synkronisering eller rammesynkroniseringsdeler. Når den først er synkroniseret, overtager styreenheden 402 den mod-20 tagne stemmekodede tale (eller digitale data) og sender til modtagerbufferen 426 via forbindelsen 428. Denne information bliver klokket ind i modtagerbufferen 426 med passende datahastighed, som typisk kan være overføringsdatahastigheden. Informationen bliver trukket ud fra modtagerbufferen 426 via forbindelsen 430 og sendt gennem styreenheden 402 til en stemmekodende syntesizer 432. Naturligvis må informationen blive trukket ud med en datahastighed 25 identisk med den, som taleinformationen blev stemmekodet med. Syntesizeren 432, aktiviseret af styreenheden 402 gennem forbindelsen 433, opererer på de vigtigste talekomponenter for at genoprette stemmesignalet. Dette signal bliver ført til en højttaler 434, som befordrer meldingen videre til operatøren. Hvis imidlertid data er blevet overført i løbet af et TDM vindue, vil datamodtageren 436, som kan være en printer eller en monitor, tage imod dataene og vise disse for 30 operatøren. 1 fig. 5 er vist en transponder 500, som passer til brug i et TDM kommunikationssystem i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse. Styreenheden 502 styrer betjeningen af trans-ponderen 500. Systemreferencen 504 forsyner styreenheden 502 med kloksignal, som bliver 35 brugt til at bestemme overføringshastigheden på data. Virkemåden er således, at et stemmekodet signal bliver modtaget fra mindst et tidsvindue på en første frekvens og går fra en antenne 506 gennem duplekseren 508 til en modtager 510. Modtageren 510 bliver koblet til en klokgen-vinderindretning 512 og styreenheden 502. Styreenheden tager imod det modtagne datasignal 8 DK 174553 B1 fra modtageren 510 med den datahastighed, som er bestemt af klokgenvinderindretningen 512, og fører disse til senderen 514. Senderen 514 repeterer signalet inklusive indledningsdata 202 i mindst et tidsvindue på en anden frekvens (ved en overføringshastighed for data, som er bestemt af styreenheden 502} gennem duplekseren 508 til antennen 506.

5 I fig. 6 er vist en enkel frekvenstransponder (SFR), som er passende til brug i TDM systemet ifølge den foreliggende opfindelse. Transponderen 600 bliver styret af styreenheden 602, som modtager et master kloksignal fra systemreferencen 604. Et signal bliver modtaget af antennen 606 og sendt via omskifteren 608 til modtageren 610. Modtageren 610 forsyner klokgenvinder-10 indretningen 612 og styreenheden 602 med signalet. Det modtagne stemmekodede signal bliver lagret i en buffer 618 indtil et efterfølgende tidsafsnit, hvor bufferen 618 bliver tømt af styreenheden 602 via forbindelsen 622 med en forudbestemt datahastighed, som typisk er datahastigheden for sending. Styreenheden 602 styrer så signalet fra bufferen til senderen 614. Senderen 610 sender signalet til antennen 606 via omskifteren 608, som har været koblet til 15 senderen via styreenheden 602 gennem forbindelsen 624. Følgelig vil, i en SFR, senderen 614 og modtageren 610 være multiplekset til antennen, og en duplekser er ikke nødvendig. Fagfolk på området vil forstå, at enten multipeiffekvenstransponderen eller enkelfrekvenstransponderen kan blive brugt skiftevis eller kombineret i ethvert reelt TDM system.

20 I fig. 7 er vist et blokdiagram for en styreenhed 700 beregnet til brug enten i en primær- eller i en fjernenhed. Styreenheden 700 består af en mikroprocessor 702, såsom eksempelvis en MC6801 (Motorola, Inc.). Mikroprocessoren 702 bliver forsynet med et kloksignal fra klokkilden 704. Systemreferencen (se fig. 5 og 6) bliver sendt til en rammemarkør 706 og den synkrone seriedataadapter (SSDA) 708. Mikroprocessoren 702 er koblet til rammemarkøren 706 og 25 SSDA 708 via en adressebus 710 og en databus 712. Rammemarkøren 706 bliver brugt til at generere rammesynkroniseringsinformation, som indeholdes af den indledningsdatadel, som blev beskrevet i forbindelse med fig. 2. Rammemarkøren 706 kan være enhver brugelig indretning og kan fx være en programmerbar timermodul (PTM), såsom eksempelvis en MC6840 (Motorola, Inc.). SSDA 708 bliver brugt i styreenheden 700 til at modtage data fra mikroproces-30 soren 702 og overlevere data i serieform til senderen 714. I den foretrukne udførelsesform er SSDA en MC6852 (Motorola, Inc ). Denne SSDA 708 er også koblet til klokgenvinderen og datadetektoren 716. Klokgenvinderdatadetektoren 716 er koblet til modtageren 718 og bliver brugt til at forsyne SSDA 708 med modtaget synkroniseringsinformation og modtaget stemmekodet talesignal. Derfor bliver SSDA brugt både til sende- og modtagermodus for at transpor-35 tere data i overensstemmelse med dette. Klokgenvinderen og datadetektoren 716 er også koblet til rammesynkroniseringsdetektoren 720. Rammesynkroniseringsdetektoren 720 modtager data fra datadetektoren og klokgenvinderindretningen 716 og bliver brugt til at lede efter rammesynkroniseringsmarkøren i det modtagne stemmekodede signal. Når rammesynkronise- 9 DK 174553 B1 ring opnås, vil rammesynkroniseringsdetektoren alarmere mikroprocessoren 702 via forbindelsen 722. Når klokgenvinderindretningen og rammesynkroniseringsdetektoren begge har synkroniseret, kan det stemmekodede signal enten blive repeteret (som i primærs tationeme i fig. 5 eller 6) eller blive modtaget og sendt til stemmekodesyntesizeren for at genvinde stemmesigna-5 let (som i fjernenheden i fig. 4).

i I fig. 8a-8c er vist et rutediagram af trinene, som bliver udført af en styreenhed, der bliver udnyt tet i en tjemenhed. I fig. 8a begynder rutinen med starttrinet 800, som bliver udført ved førstegangsbetjening eller efter en resetting. Starttrinet 800 programmerer enhver frekvenssyntesizer 10 og indlæser forskellige ID koder, som kan blive benyttet i løbet af betjeningen af styreenheden.

Rutinen fortsætter så til valgtrinet 802, som undersøger, om transponderen er aktiv. Fjernenheden afgør, om transponderen er aktiv via bitsynkroniseringskredsene, som opererer på bitsynkroniseringsdelen af indledningsdatadelen (se fig. 3). En positiv bitsynkroniseringsindikation indtræffer, dersom transponderen er operativ (dvs. at den sender). Hvis transponderen var 15 inaktiv, ville fjernenheden naturligvis ikke være i stand til at opnå bitsynkronisering.

Igen med henvisning til fig. 8a vil · dersom transponderen ikke er aktiv - rutinen fortsætte til valgtrinet 804 for at detektere, hvorvidt mikrofonkontakten PTT (push-to-talk) er trykket ind for at starte en samtale. Dersom det i trinet 804 bliver afgjort, at PTT ikke er betjent, vil rutinen retur-20 nere til referencebogstav A og valgtrinet 802. Rutinen vil fortsætte i denne sløjfe, indtil PTT-kontakten bliver betjent, og rutinen fortsætter da til trin 805, I trin 805 bliver den forudbestemte nøglekode for at aktivere transponderen udsendt. Nøglekoden kan være en hvilken som helst passende kode, og i tilfælde med specielt udstyr, hvor transponderen altid er aktiveret, vil trinet 805 kunne udelades. I den foretrukne udførelsesform ifølge opfindelsen er transponderne inak-25 tive, dersom der ikke er nogen fjernenhed, som sender. Dette sparer energi og øger gennemsnitstidsrummene mellem fejl i primærstationen (MTFB, mean time between failure). Naturligvis kunne transponderne være konstrueret til at være kontinuerligt operative for dermed at eliminere nødvendigheden af en aktiveringskode. Efter at have sendt nøglekoden for transponderen fortsætter rutinen til valgtrinet 806. Valgtrinet 806 afgør, hvorvidt synkronisering er blevet opnået.

30 Både bitsynkronisering og rammesynkronisering er det nødvendigt at få bekræftet i valgtrinet 806 (bitsynkronisering kan allerede være etableret i valgtrinet 802). Rammesynkronisering bliver afgjort ved en majoritetsbestemmelse baseret på 3 af 5 korrekte modtagelser af rammesy nkroniseringord (se fig. 3). Dersom synkronisering er etableret, fortsætter rutinen til trin 808, som aktiverer analysatoren for de aktuelle stemmekoder til at blive brugt. Efter aktiveringen af 35 stemmekoderanalysatoren fortsætter rutinen til valgtrinet 810, som afgør, hvorvidt PTT-kontak-ten er aktiveret. Dersom kontakten er blevet aktiveret, går rutinen til referencebogstav B i fig. 8b (for sending). Dersom PTT-kontakten ikke er aktiveret, fortsætter rutinen til referencebogstav C i fig. 8c (for at modtage).

10 DK 174553 B1 I fig. 8b er trinene, som er involveret i løbet af sendemodusen til styreenheden, vist. Rutinen begynder med trin 812, som tager den digitaliserede teleinformation ffa stemmekodeanalysato-ren. Den stemmekodede tale bliver lagret i bufferen (408 i fig. 4) i trin 814 med stemmekodningsdatahastighed. Valgtrinet 816 bestemmer, hvorvidt bufferen er tilstrækkelig fuld til at 5 begynde sending. I den foretrukne udførelsesform bliver bufferen bedømt til at være fuld (klar), når mindst en halvdel af et tidsvindue af stemmekodede data er kommet ind i bufferen. Dersom valgtrinet 816 afgør, at bufferen ikke er tilstrækkelig fuld, returnerer rutinen til referencebogstavet δ for at modtage mere stemmekodet tale ffa analysatoren i trin 812. Dersom afgørelsen i valgtrin 816 er, at bufferen er tilstrækkelig fuld, fortsætter rutinen til valgtrinet 818 for at afgøre, 10 hvorvidt det foreliggende tidsvindue er det, som er anvist for en speciel enhed. Tidsvinduerne skal tildeles således, at den mobile styreenhed ved, hvor mange af undervindueme (1-8) der skal kombineres for dette specielle kommunikationsvindue. Dersom det aktuelle vindue ikke er enhedens tilordnede tidsvindue, fortsætter rutinen til valgtrinet 817 for at kontrollere synkronisering. Dersom valgtrinet 817 afgør, at synkroniseringen er tabt, fortsætter rutinen til reference-15 bogstavet A. Hvis ikke, fortsætter rutinen til referencebogstavet B. Dersom valgtrinet 818 afgør, at det aktuelle tidsvindue er enhedens tilordnede tidsvindue, fortsætter rutinen til trinet 819 for at afgøre, hvorvidt enheden fremdeles er rammesynkroniseret. Enheden vil have en gyldig rammesynkronisering, dersom den har modtaget korrekt fem af de ni sidste rammesynkroniseringsord. Dersom valgtrinet 819 afgør, at enheden har mistet rammesynkronisering, returnerer sty-20 reenheden til referencebogstav B. Dersom enheden har holdt synkroniseringen, fortsætter rutinen til trin 820, som formaterer for-ordet i indledningsdatadelen, som beskrevet tidligere i forbindelse med fig. 3. Efter formateringen af indledningsdata i trin 820 til trin 822 sendes en enkelt byge på TDM kanalen ved at sende indledningsdata og stemmekodet tale taget fra bufferen med dataoverføringshastighed. Efter at dette enkle vindue er sendt ud på TDM kana-25 len, afgør valgtrinet 824, om bufferen er tom. Dersom bufferen kke er tom, returnerer rutinen til referencebogstavet B, som tager mere tale og fortsætter med at sende. Dersom bufferen er tom, returnerer rutinen til referencebogstavet A i fig. 8a, som bestemmer, hvorvidt transponde-ren er aktiv.

30 I fig. 8c er vist trinene, som bliver udført af den mobile styreenhed ved modtagning. Rutinen begynder i trin 826, som modtager det stemmekodede signal fra et eller flere tidsvinduer i TDM kanalen. Trin 828 opdaterer tildelingen af vinduer for indretningen, som udnytter styreenheden.

I den foretrukne udførelsesform repræsenterer dette opdatering af en hukommelseslokalitet, som indeholder antal af undervinduer (1-8), som kan kombineres i flere variationer for at danne 35 kommunikationsvinduer for TDM apparatet. Rutinen fortsætter derefter til valgtrinet 830 for at afgøre, hvorvidt synkroniseringen er bibeholdt. En bekræftende afgørelse opnås, dersom enheden korrekt har modtaget fem af de ni sidste synkroniseringsord. Dersom der er synkronisering, fortsætter rutinen til valgtrinet 832 for at bestemme, hvorvidt kommunikationsindretningen er DK 174553 B1 11 dæmpet, eller om squelchkoblingen er åben for modtagning af meldingen. Fagfolk på området kender forskellige fremgangsmåder til at realisere squelchkobling. En teknik går ud på at detektere, hvorvidt det modtagne signal er gyldige data eller støj. Et alternativ vil være at bruge en form for kontinuerlig squelch, sædvanligvis refereret til som "digital privat linie" (DPL). Et 5 andet alternativ vil være at udnytte dataord til begyndelse af melding (BOM) og slutning på melding (EOM) som for-ord og efter-ord til meldingen. I princippet er et hvilket som helst i squelchsystem anvendeligt i den foreliggende opfindelse som virksomt i valgtrinet 832. Dersom squelchkoblingen er på, returnerer rutinen til referencebogstavet D i fig. 8a. Imidlertid vil rutinen, dersom squelchkoblingen ikke er virksom, fortsætte til trinet 834, hvor det stemmekodede 10 signal bliver placeret i bufferen (426 i fig. 4) med datahastighed som modtaget. Trinet 836 Ijerner signalet fra bufferen med stemmekoderens datahastighed og præsenterer det for operatøren enten via en højttaler eller ved hjælp af andre midler. Efter komplettering af den syntetiserede melding returnerer rutinen til referencebogstavet D i fig. 8a.

15 Fig. 9 er en illustration af trinene, som bliver udført af styreenheden i en primærstation (transponder). Rutinen begynder med valgtrinet 900, som afgør, hvorvidt aktiveringskoden er blevet modtaget fra en bestemt fjemenhed. Dersom aktiveringskoden ikke er modtaget, venter transponderen, indtil en aktiveringskode bliver modtaget. Når aktiveringskoden bliver modtaget, fortsætter rutinen til trin 902, som starter rammemarkøren og aktiverer senderen. Trin 904 20 sender en byge af indledningsdata defineret i fig. 3, som indeholder TDM vinduetildeling for fjernenheden. Efter at fiemenheden har modtaget synkronisering og tildeling af tidsvindue, sender fjernenheden indledningsdata og TDM stemmekodet datamelding til transponderen. Valgtrinet 905 afgør altså, hvorvidt synkroniseringen (både bit og ramme) fra mobilenheden er blevet modtaget i det aktuelle tidsvindue. Dersom synkroniseringen er blevet modtaget fortsæt-25 ter rutinen til trin 908, som tilbagestiller en sender "tiden uden timer', som kan være til stede for at forhindre senderen i at sende enten permanent eller i forlængede tidsafsnit. Rutinen fortsætter så til trin 910, som modtager TDM stemmekodede data fra et bestemt vindue (eller gruppe af vinduer), som er tildelt af transponderen. Trin 912 sender på ny eller repeterer TDM data i et andet tidsvindue enten på samme frekvens eller i det samme eller i et andet tidsvindue på en 30 anden frekvens afhængigt af, hvilken type transponder der er valgt. Efter genudsendelsen i trin 912 returnerer rutinen til referencebogstavet A, som igen sender en byge af indledningsdata med tidsvinduetildelingen og fortsætter i denne sløjfe, indtil der ikke er flere stemmekodede data at sende.

35 Tilbage til valgtrin 906. Dersom afgørelsen i 906 er, at synkronisering ikke er modtaget i det aktuelle tidsvindue, fortsætter rutinen til valgtrinet 914, som afgør, hvorvidt transponderens sender fremdeles er aktiveret. Transponderens sender kan ikke være aktiveret, dersom "tiden er ude-timeren" har aktioneret, eller en deaktiveringskode er modtaget (dersom en sådan kode 12 DK 174553 B1 anvendes). Dersom afgørelsen i valgtrinet 914 er, at transponderen fremdeles er aktiveret, bliver et skiftende logisk 1, logisk O-mønster sendt i det første undertidsvindue i trin 916. Efter trin 916 bliver indledningsdata og vinduestildeling sendt i hvert af undervinduerne, som danner det aktuelle tidsvindue. Eftersom indledningsdatadelen ikke vil fylde et undervindue, bliver et 5 skiftende logisk 0, logisk 1 mønster brugt til at fylde hvert undervindue. Efter trin 918 returnerer rutinen til referencebogstavet A, som igen vil sende en byge af indiedningsdata med vinduestildelingen til mobilenheden og derefter til valgtrinet 906 for at kontrollere, om transponderen har modtaget korrekt synkronisering fra fjemenheden. Dersom afgørelsen i fjemenheden 914 er, at transponderen ikke længere er aktiveret, returnerer rutinen til referencebogstavet B, som igen vil 10 afvente aktiveringskoden, før transponderen er operativ på ny.

Claims (12)

1. Transceiver til et kommunikationssystem med tidsdelt multipleks, som deler kanaler (200) for radiofrekvenskommunikation op i mindst to tidsvinduer for kommunikation med talesignaler, 5 kendetegnet ved at omfatte organer (414,514,614,714) til at sende et talekodet signal ud på kommunikationskanalen (200), som har en given maksimal datahastighed C i overens-• stemmelse med en tidsdelt multipleksprotokol, som definerer N tidsvinduer, hvor N er et positivt heltal mindre end eller lig med C/V, hvor V omfatter en valgt kodehastighed, idet det talekodede signal bliver foreløbigt opsamlet ved en første hastighed og udsendt i en hastighed, som 10 overstiger 2V i løbet af mindst et af de N tidsvinduer, og at sendeorganeme (414, 514,614,714} omfatter organer (406) til at analysere et talesignal ved en valgt kodehastighed V for at tilvejebringe det talekodede signal, og at der findes et styringsorgan (402,502,602,702) til at generere og indlede et datasignal, som omfatter mindst et synkroniseringssignal for det talekodede signal, og ved at der findes organer (422,510,610,718) til at modtage et talekodet 15 signal fra kommunikationskanalen i overensstemmelse med den tidsdelte multipleksprotokol i løbet af mindst et af de N tidsvinduer for at frembringe et modtaget signal, hvilke modtageorganer omfatter organer (424,512,612,704) til synkronisering med synkroniseringssignalet og organer (432) til at behandle det modtagne talekodede signal ved den valgte kodehastighed V for at syntetisere det genvundne talesignal fra det modtagne talekodede sig-20 nal, og at styringsorganet (402,502,602,702) også styrer organerne til sending og organerne til modtagelse.

2. Transceiver ifølge krav 1, kendetegnet ved, at frekvensen for den valgte kodehastighed er 4,8 kHz. 25

3. Transceiver ifølge krav 1, kendetegnet ved, at frekvensen for den valgte kodehastighed er 2,4 kHz.

4. Transceiver ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at styringsorganet (402,502,602,702) 30 for sende- og modtageorganerne (414,514,614,714 henholdsvis 424,512,612,718) omfatter organer (400,500,600,700), der virker på en sådan måde, at transceiveren gentager signalet, som er modtaget, i mindst et af de N tidsvinduer i løbet af et andet tidsvindue for derved at udgøre en enkelfrekvenstransponder.

5. Transceiver ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at styringsorganet (402,502,602,702) for sende- og modtageorganeme (414,514,614,714 henholdsvis 424,512,612,718) omfatter organer (418,508,608,708) til dupleksing af sende- og modtageorganerne (414,514,614,714 henholdsvis 424,512,612,718), der virker på en sådan måde, at transceiveren gentager det DK 174553 B1 talekodede signal, som modtages i et af de N tidsvinduer, med en første frekvens i mindst et af de N tidsvinduer med en anden frekvens.

6. Transceiver ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at styringsorganer (402,502,602,702) 5 for sende- og modtageorganeme (414,514,614,714 henholdsvis 424,512,612,718) omfatter organer, som virker på en sådan måde, at transceiveren virker i en første modus for at repetere det talekodede signal, som modtages i et af de N tidsvinduer, i løbet af mindst et andet tidsvindue og i en anden modus for simulering af fuld duplekskommunikation på en enkelt kom munikationskanal. 10

7. Transceiver ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at organerne til analyse er en LPC-anaiysator.

8. Transceiver ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at organerne til analyse er en SBC-15 analysator.

9. Transceiver ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at synteseorganerne er en LPC-syn-tesizer.

10. Transceiver ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at synteseorganeme er en SBC- syntesizer,

11. Transceiver ifølge krav 1-10, kendetegnet ved, at sende- og modtageorganeme er udformet til brug i forbindelse med en kommunikationskanal, som har en båndbredde på 25 kHz. 25

12. Transceiver ifølge krav 1-11, kendetegnet ved at omfatte første og andre bufferorganer (408,426,618) indrettet til at opsamle det modtagne signal ved en første hastighed og det talekodede signal ved den valgte kodehastighed, og at organerne til at syntetisere det genvundne signal fra det opsamlede modtagne signal opererer med en hastighed, som er i det 30 væsentlige lig med den valgte kodehastighed.