FI101439B - Transkooderi, jossa on tandem-koodauksen esto - Google Patents

Description

101439

Transkooderi, jossa on tandem-koodauksen esto

Keksinnön kohteena on transkooderi, joka käsittää välineet puheen tandemkoodauksen estämiseksi kahden mat-5 kaviestimen välisessä puhelussa matkaviestinjärjestelmäs sä, jossa on radiotiellä siirtonopeutta alentava puhekoo-dausmenetelmä, transkooderin käsittäessä puhekooderin, joka enkoodaa matkaviestimelle lähettävän puhesignaalin puheparametreiksi ja dekoodaa matkaviestimeltä vastaan-10 otetut puheparametrit puhesignaaliksi mainitun puhekoo- dausmenetelmän mukaisesti, sekä PCM-kooderin uplink-pu-hesignaalin lähettämiseksi ja downlink-puhesignaalin vastaanottamiseksi PCM-rajapinnasta PCM-näytteiden muodossa

Viime aikoina on otettu käyttöön digitaalisia mat-15 kaviestinjärjestelmiä, joissa myöskin puheen- ja datansiirto tapahtuu kokonaisuudessaan digitaalisena. Matkaviestinverkon kannalta kaikkein rajallisin resurssi on matkaviestinasemien ja tukiasemien välinen radiotie. Jotta pienennettäisiin yhden radioyhteyden tarvitsemaa kais-20 tanleveyttä radiotiellä, käytetään puheensiirrossa puheenkoodausta, jolla saavutetaan alhaisempi siirtonopeus, esim. 16 tai 8 kbit/s kuin tyypillisesti puhelinverkoissa käytetty 64 kbit/s siirto. Sekä matkaviestimessä että , kiinteän verkon puolella tulee luonnollisesti olla pu- 25 heenkoodausta varten puhe-enkooderi ja -dekooderi. Verkon puolella puheenkoodaustoiminnot voivat sijaita useassa vaihtoehtoisessa paikassa, kuten tukiasemalla tai matka-viestinkeskuksen yhteydessä. Usein puhe-enkooderi ja -dekooderi ovat etäällä tukiasemasta järjestelmässä ns.

;· 30 etätranskooderiyksikkönä, jolloin puheenkoodausparametre- ja siirretään verkossa tukiaseman ja transkooderiyksikön välillä erityisissä kehyksissä.

Jokaisessa matkaviestimelle tulevassa tai lähtevässä puhepuhelussa kytketään puheyhteydelle verkon puo-35 lella transkooderi, joka dekoodaa matkaviestimeltä tule- 2 101439 van (uplink-suunta) puhesignaalin ja enkoodaa matkaviestimelle menevän (downlink-suunta) puhesignaalin. Tämä järjestely on ongelmaton, kun vain toinen puhelun osapuoli on matkaviestin ja toinen esimerkiksi yleisen puhelin-5 verkon (PSTN) tilaaja.

Jos kyseessä on kahden matkaviestimen välinen puhelu MMC (Mobile to Mobile Call), matkaviestinverkon toiminta aiheuttaa sen, että kutsuvan matkaviestimen ja mat-kaviestinkeskuksen välisellä yhteydellä on yksi transkoo-10 deri, ja vastaavasti kutsutun matkaviestintilaajan ja (saman tai toisen) matkaviestinkeskuksen välillä on toinen transkooderi. Nämä transkooderit kytketään sitten matkaviestinkeskuksen (keskuksien) kautta toisiinsa normaalin puhelunkytkennän seurauksena. Toisin sanoen jokai-15 selle MMC-puhelulle kytketään sarjaan kaksi transkoode- riyksikköä ja puhelulle suoritetaan kaksi puhe-enkoodaus-ta ja -dekoodausta. Tätä kutsutaan tandem-koodaukseksi. Tandem-koodaus on ongelma matkaviestinverkoissa, koska se heikentää puheenlaatua ylimääräisen puhe-enkoodauksen ja 20 -dekoodauksen vuoksi. Tähän asti tandem-koodaus ei ole aiheuttanut kovin suurta haittaa, koska suhteellisen harvat puhelut ovat olleet MMC-puheluita. MMC-puheluiden määrä tulee kuitenkin jatkuvasti kasvamaan matkaviestinten lisääntyessä.

25 Esillä olevan keksinnön päämääränä on tandem-koo dauksen estäminen ja sitä kautta puheen laadun parantaminen matkaviestinten välisissä puheluissa.

Tämä saavutetaan transkooderilla, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että transkooderi käsittää 30 välineet puheparametrien lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi samanaikaisesti mainittujen PCM-puhenäytteiden kanssa PCM-puhenäytteiden yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä puheen tan-35 demkoodauksen estämiseksi kahden matkaviestimen välisessä 3 101439 puhelussa, jossa menetelmässä enkoodataan puhesignaali siirtonopeutta alentavalla puhekoodausmenetelmällä, joka tuottaa puheparametrit; siirretään puheparametrit radiorajapinnan yli ensimmäiselle transkooderille matka-5 viestinverkossa; dekoodataan puheparametrit mainitulla puheenkoodausmenetelmällä palauttaen mainittu puhesignaali; siirretään puhesignaali ensimmäiseltä transkooderilta toiselle transkooderille PCM-puhenäytteinä. Menetelmälle on keksinnön mukaisesti tunnusomaisesta, että menetelmäs-10 sä lisäksi siirretään radiopinnasta vastaanotetut puheparametrit ensimmäiseltä transkooderilta toiselle transkooderille samanaikaisesti mainittujen PCM-näytteiden kanssa PCM-näytteiden yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa.

15 Keksinnön kohteena on myös järjestely puheen tan- demkoodauksen estämiseksi matkaviestinverkossa, jossa matkaviestimet ja kiinteä matkaviestinverkko käsittävät puhekooderit puhesignaalin siirtämiseksi radiotien yli puhekoodausparametrien muodossa puhekoodausnopeudella, ja 20 jossa kahden matkaviestimen välinen puhelu käsittää kiinteässä matkaviestinverkossa kahden puhekooderin tandem-kytkennän, jossa puhekoodereiden välillä on normaali PCM-rajapinta, tunnettu siitä, että mainitussa PCM-rajapin-nassa PCM-puhenäytteiden yksi tai useampi vähiten merkit-25 sevä bitti muodostaa alikanavan, jonka kautta matka viestimen tuottamat puhekoodausparametrit välitetään matkaviestinverkon läpi samanaikaisesti PCM-puhenäytteiden kanssa ilman kiinteän matkaviestinverkon puhekoodereissa (TRCU1,TRCU2) suoritettavaa dekoodausta ja enkoodausta.

30 Esillä olevan keksinnön ensisijaisessa suoritus muodossa MMC-puhelu voidaan kytkeä matkaviestinverkon normaalien proseduurien mukaisesti siten, että yhteydellä on kaksi transkooderia tandem-konfiguraatiossa. Transkoo-derin ja matkaviestimen välillä välitettävä puhe on koo-35 dattu puheenkoodausmenetelmällä, joka alentaa siir- 4 101439 tonopeutta. Kumpikin transkooderi suorittaa puheelle normaalit transkoodausoperaatiot siten, että puhe dekoodataan yhdessä transkoodissa normaaleiksi digitaalisiksi pulssikoodimoduloiduiksi (PCM) puhenäytteiksi, jotka 5 siirretään toiselle transkooderille ja enkoodataan siellä mainitulla puheenkoodausmenetelmällä. Samanaikaisesti siirretään PCM-puhenäytteiden yhden tai kahden vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa matkaviestimeltä vastaanotettua, mainitun puheenkoodausmenetelmän 10 mukaista puheinformaatiota, ts. puheparametreja, jolle ei suoriteta transkoodausoperaatioita (enkoodaus ja dekoodaus) kummassakaan tandem-kytketyssä transkooderissa. Vastaanottava transkooderi valitsee ensisijaisesti tämän puheenkoodausmenetelmän mukaisen puheinformaation lähe-15 tettäväksi radiorajapinnan yli vastaanottavalle matka viestimelle. Tämän seurauksena puhekoodaus suoritetaan pääsääntöisesti vain matkaviestimissä ja koodattu puhein-formaatio, ts. puheparametrit, välitetään matkaviestinverkon läpi ilman tandem-koodausta, mikä parantaa puheen 20 laatua. Kun vastaanottava transkooderi ei löydä koodattua puheinformaatiota PCM-puhenäytteiden vähiten merkitsevistä biteistä, radiorajapinnan yli lähetettävä puheinfor-maatio enkoodataan normaaliin tapaan PCM-puhenäytteistä. PCM-puhenäytteiden yhden tai kahden vähiten merkitsevän 25 bitin käyttäminen keksinnön mukaisena alikanavana aiheuttaa ainoastaan marginaalisen huononnuksen PCM-yhteyden puheenlaatuun, mitä vaikutusta edelleen pienentää alhaisen bittinopeuden puhekoodauksen joka tapauksessa aiheuttama puheen laadun huononnus.

·’ 30 Ratkaisut, jossa pyritään pelkästään ohittamaan tandem-koodaus, vaativat liikennekanavan ulkopuolista signalointia, mikä aiheuttaa eri verkkoelementteihin tarvittavien muutosten lisäksi myös useita muita ongelmia, mm. erilaisista lisäpalveluista johtuen. Tällaisia lisä-35 palveluita ovat esim. soitonsiirto, puhelunpito, jossa 5 101439 toiseen päähän kytketään esimerkiksi matkapuhelinkeskuksesta musiikkia, monen tilaajan palvelut (konferenssipu-helut), jne. Esimerkiksi keskuksen kytkemät tiedonannot tai musiikki eivät välittyisi tilaajille, jos transkoode-5 reiden välillä siirrettäisiin vain puheenkoodausinformaa-tiota.Koska keksinnön tandem-kytkettyjen transkoodereiden välillä on normaali PCM-rajapinta, voidaan myös kaikki tähän rajapintaan sisältyvä signalointi ja lisäpalvelut säilyttää ennallaan ja välttää edellä esitetyt ongelmat.

10 Keksintö on mahdollista toteuttaa muuttamalla ainoastaan transkooderia. Muutosta ei myöskään tarvitse standardoida, vaan se on mahdollista suorittaa valmistajakohtaises-ti ilman että syntyy yhteensopivuusongelmia. Keksintöä voidaan käyttää kaikissa MMC-puheluissa riippumatta sii-15 tä, ovatko matkaviestimet saman matkaviestinkeskuksen alla vai eivät. Ainoa edellytys on päästä päähän digitaalinen yhteys transkooderien välillä, mutta sen puuttuminen ei aiheuta lisäongelmia vaan ainostaan katkaisee keksinnön mukaisen "alikanavan", mikä vastaa normaalin tan-20 demkoodatun puhelun tilannetta.

Transkooderi voi sijaita useassa eri paikassa matkaviestinjärjestelmässä, kuten tukiasemalla tai tukiasemasta erillään. Viimeksi mainitussa tapauksessa transkooderia kutsutaan etätranskooderiksi ja pu-25 heenkoodausinformaatiossa siirretään matkaviestinverkossa tukiaseman ja etätranskooderin välillä erityisissä kehyksissä, jotka sisältävät myös synkronointi- ja ohjausinformaatiota. Tällöin tandem-koodaus vältetään MMC-puheluissa välittämällä yhdeltä tukiasemalta tulevat kehykset 30 pienin muutoksin kahden tandem-kytketyn transkooderin vä lisen "alikanavan" kautta toiselle tukiasemalle ilman, että transkoodereissa suoritetaan lainkaan puhe-enkoo-dausta tai - dekoodausta. Vastaanottava transkooderi etsii jatkuvasti synkronointia PCM-puhenäytteiden yhdestä 35 tai kahdesta vähiten merkitsevästä bitistä ja enkoodaa 6 101439 samanaikaisesti PCM-näytteitä. Mikäli synkronointi löydetään, vastaanottava siirtää alikanavasta vastaanotetut kehykset tukiasemalle. Mikäli synkronointia ei löydy tai se menetetään, vastaanottava transkooderi lähettää tu-5 kiasemalle normaaleista PCM-näytteistä enkoodatun ja kehyksiin pakatun puheenkoodausinformaation. Transkooderit eivät siten tarvitse tietoa siitä, että kyseessä on MMC-puhelu ja tarvitaan tandem-koodauksen estomoodia. Tällainen voidaan kuitenkin antaa esimerkiksi siten, että tu-10 kiasemilta transkoodereille lähetettävät kehykset (uplink- kehykset ) varustetaan informaatiolla, joka ilmaisee transkooderille, että kehykset liittyvät MMC-puheluun. Näin päätös kunkin kehyksen käsittelystä perustuu kehyksen sisältämään informaatioon. Lisäksi kehyksien käsitte-15 ly voi vaihdella niiden sisältämän ohjausinformaation mukaan. Esimerkkejä erikoiskäsittelystä ovat huonon kehyksen käsittely ja epäjatkuva lähetys (DTX).

Mikäli transkooderi on sijoitettu tukiasemalle, eräs ratkaisu on muuntaa radiorajapinnasta vastaanotettu 20 puheenkoodausinformaatio kehyksiksi, jotka siirretään toiselle tukiasemalle keksinnön mukaisen "alikanavan" kautta, esimerkiksi samalla periaatteella kuin etätrans-kooderien tapauksessa.

Keksintöä selitetään seuraavassa ensisijaisten 25 suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, j oissa

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista matkaviestinjärjestelmää, ja

Kuvio 2 esittää GSM-suosituksen 8.60 mukaisen . 30 TRAU-puhekehyksen, kuviot 3 ja 4 esittävät TXDTX- ja RXDTX-käsitteli-jöiden lohkokaaviot.

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa missä tahansa matkaviestinjärjestelmässä, jossa käytetään digi-35 taalista puheensiirtoa ja siirtonopeutta alentavia pu- 7 101439 heenkoodaustekniikkoj a.

Eräs esimerkki on eurooppalainen digitaalinen so-lukkotietoliikennejärjestelmä GSM (Global System for Mobile Communication), josta on muodostumassa maailmanlaa-5 juinen standardi matkaviestinjärjestelmille. GSM-järjestelmän perusrakenneosat on kuvattu GSM-suosituksissa. GSM-järjestelmän tarkemman kuvauksen osalta viitataan näihin GSM-suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly ja M-B. Pautet, Pa-10 laiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-0-7.

GSM sekä sen muunnos DCS1800 (Digital Communication System) , joka toimii 1800 MHz taajuusalueella, ovat keksinnön ensisijaisia sovelluskohteita, mutta keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa näihin järjestelmiin.

15 Kuviossa 1 esitellään hyvin lyhyesti GSM-järjes- telmän muutamia perusrakenneosia. Matkaviestinkeskus MSC huolehtii tulevien ja lähtevien puheluiden kytkennästä.

Se suorittaa samantyyppisiä tehtäviä kuin kiinteänkin verkon keskus. Lisäksi se suorittaa myös ainoastaan siir-20 tyvälle puheluliikenteelle ominaisia toimintoja, kuten esimerkiksi tilaajien sijainninhallintaa. Liikkuvat radioasemat eli matkaviestimet MS kytkeytyvät keskukseen MSC tukiasemajärjestelmien avulla. Tukiasemajärjestelmä . muodostuu tukiasemaohjaimesta BSC ja tukiasemista BTS.

25 Tukiasemaohjainta BSC käytetään ohjaamaan useita tukiasemia .

GSM-järjestelmä on kokonaisuudessaan digitaalinen ja myöskin puheen- ja datansiirto tapahtuu kokonaisuudessaan digitaalisena. Puheensiirrossa tällä hetkellä käy-30 tetty puheenkoodausmenetelmä on RPE-LTP (Regular Pulse

Exitation - Long Term Prediction), joka käyttää hyväkseen sekä pitkän että lyhyen aikavälin ennustusta. Koodaus tuottaa LAR-, RPE- ja LTP-parametrit, jotka siirretään varsinaisen puheen sijasta. Puheensiirtoa on käsitelty 35 GSM-suosituksissa luvussa 06, puheenkoodausta erityisesti 8 101439 suosituksessa 06.10. Lähitulevaisuudessa tullaan käyttämään muitakin koodausmenetelmiä, kuten puolen nopeuden menetelmiä, joiden yhteydessä keksintöä voidaan myös sellaisenaan käyttää. Koska varsinainen keksintö ei kohdistu 5 itse puheenkoodausmenetelmään ja on siitä riippumaton, sitä ei käsitellä tässä yhteydessä enempää.

Matkaviestimessä tulee luonnollisesti olla puheenkoodausta varten puhekooderi ja -dekooderi. Koska matkaviestimen toteutus ei ole keksinnön kannalta oleellinen 10 eikä poikkea tavanomaisesta, sitäkään ei kuvata tässä yhteydessä tarkemmin.

1. Transkooderi ja TRAU-kehykset 15 Verkon puolella erilaiset puheenkoodaus- ja nopeu den sovitustoiminnot on keskitetty transkooderiyksikköön TRCU (Transcoder/Rate Adaptor Unit). TRCU voi sijaita useassa vaihtoehtoisessa paikassa järjestelmässä valmistajan tekemien valintojen mukaan. Transkooderiyksikön 20 rajapinnat ovat 64 kbit/s PCM (Pulse Code Modulation) -rajapinta (A-rajapinta) matkapuhelinkeskukseen MSC päin ja 16 tai 8 kbit/s GSM -rajapinta tukiasemaan BTS päin. Näihin rajapintoihin liittyen käytetään GSM-suosituksissa myös termejä uplink- ja downlink-suunta, joista uplink-25 suunta on tukiasemayksikön BTS suunnasta tuleva ja matka puhelinkeskuksen MSC suuntaan lähtevä, kun taas downlink-suunta on tälle vastakkainen suunta.

Kun transkooderiyksikkö TRCU on sijoitettu tukiasemasta BTS erilleen, informaatio siirtyy tukiaseman BTS V 30 ja transkooderiyksikön TRCU välillä ns. TRAU-kehyksissä, joissa suosituksen 08.60 tapauksessa on 320 tai suosituksen 08.61 tapauksessa 160 bittiä. Kehyksiä on nykyisellään määritelty neljää eri tyyppiä niiden sisältämästä informaatiosta riippuen. Nämä ovat puhe-, käyttö/ylläpi-35 to- ja datakehys, sekä ns. idle-puhekehys.

9 101439

Tyypillisesti transkooderiyksikkö TRCU on sijoitettu matkaviestinkeskuksen MSC yhteyteen mutta se voi olla myös osa tukiasemaohjainta BSC tai tukiasemaa BTS. Tukiasemasta BTS erilleen sijoitetun transkooderiyksikön 5 täytyy saada tietoa radiorajapinnasta tehokasta dekoodausta varten. Tätä transkooderiyksikön ohjausta ja synkronointia varten käytetään erityistä in-band -merkinantoa tukiaseman ja transkooderiyksikön välisellä 16 kbit/s kanavalla, jolla siirretään puhetta tai dataa. Tämä trans- 10 kooderiyksikön kauko-ohjaus on määritelty suosituksissa GSM 08.60 ja 08.61. Jatkossa käsitellään ainoastaan suosituksen 08.60 mukaista järjestelmää, mutta esitetyt menetelmät ovat toteuttavissa helposti myös suosituksen 08.62 mukaisessa järjestelmässä.

15 Synkronoinnin toteuttamiseksi kaikkien kehysten kaksi ensimmäistä oktettia sisältävät 16 synkronointibit-tiä. Lisäksi kehyksen muodostavien 16-bittisten sanojen (2 oktettia) ensimmäinen bitti on synkronoinnin tarkistusbitti. Kaikissa kehyksissä on varsinaisen puhe-, data- 20 tai käyttö/ylläpitoinformaation sisältävien bittien li säksi ohjausbittejä, joissa välitetään tieto kehyksen tyypistä sekä vaihtelevan määrän muuta tyyppikohtaista informaatiota. Lisäksi esimerkiksi puhe- ja idle-kehyk-·. sessä neljä viimeistä bittiä T1-T4 on varattu edellä mai- 25 nittuun ajoituksen säätöön.

Kuviossa 2 on esitetty TRAU-puhekehys, jossa on 21 ohjausbittiä C1-C21, minkä lisäksi kehyksen 4 viimeistä bittiä T1-T4 on varattu ajoituksen säätöön. Varsinaiset puheinformaatiota siirtävät bitit ovat okteteissa 4-38.

30 Käytännössä siirrettävä puheinformaatio on RPE-LTP (Regu lar Pulse Exitation - Long Term Prediction) puheenkoo-dausmenetelmän LAR-, RPE- ja LTP-parametrejä. Idle-puhe-kehys on samanlainen kuin kuvion 2 puhekehys, paitsi että kehyksen kaikki liikennebitit ovat loogisessa tilassa "1".

35 GSM-suositus 8.60 määrittelee ohjausbitit seuraa- 10 101439 vasti. Bitit C1-C4 ilmaisevat kehystyypin, ts. CIC2C3C4= 1110=downlink-puhekehys ja ClC2C3C4=0001=uplink-puheke-hys. Bitti C5 ilmaisee kanavatyypin, ts. C5=0=täyden nopeuden kanava ja C5=l=puolen nopeuden kanava. Bitit C6-5 Cll ovat ajoituksen säädön ohjausbittejä. Bitit C12-C15 ovat ensisijaisesti epäjatkuvaan lähetykseen liittyviä uplink-suunnan kehysindikaattoreita ja C16 downlink-suun-nan kehysindikaattori, joiden koodaus ja käyttö on kuvattu GSM-suosituksissa 08.60 ja 06.31. C12 on huonon kehyk-10 sen ilmaisin BFI (Bad Frame Indicator), jota käytetään myös jatkuvassa lähetyksessä, ts. BFI=0=hyvä kehys ja BFI=l=huono kehys. C13-C14 ovat SID-koodi (Silence Descriptor) . C15 on ajoitusbitti TAF. C17 on downlink-DTX- bitti, joka ilmaisee onko epäjatkuva lähetys DTX käytössä 15 dovmlink-suunnassa (DTX=1) vai ei (DTX=0). Bitit C18-C21 ovat varabittejä uplink-suunnassa. C16 on SP-bitti, joka ilmaisee downlink-suunnassa sisältääkö kyseinen kehys puhetta. Downlink-suunnassa muut ohjausbitit ovat vara-bittejä.

20 Suosituksen 08.60 rinnalla on puoolen nopeuden

koodausta varten olemassa suositus GSM 08.61, jossa on myöskin määritelty useita TRAU-kehystyyppejä mutta jossa käytettävät ohjausbitit poikkeavat suosituksesta GSM

08.60. Kaikki tässä hakemuksessa esitettyyn keksintöön ♦ 25 liittyvät perusratkaisut ovat kuitenkin helposti to teutettavissa myös suosituksen GSM 08.61 mukaisissa matkaviestinjärjestelmissä .

2. Epäjatkuva lähetys DTX

V ' 30

Epäjatkuva lähetys eli DTX (Discontinuous transmission) tarkoittaa menetelmää, jolla lähetys radiotielle voidaan katkaista puheessa olevien taukojen ajaksi. Tällä pyritään pienentämään matkaviestimille erittäin olennais-35 ta lähettimen virrankulutusta. sekä yleistä häiriötasoa 11 101439 radiotiellä, joka vaikuttaa järjestelmän kapasiteettiin.

DTX aiheuttaa tiettyjä erityispiirteitä keksinnön mukaisessa kaksoiskoodauksen estossa, joten seuraavassa tarkastellaan aluksi tarkemmin tavanomaista DTX:ää käyttäen 5 esimerkkinä GSM-järjestelmää.

Epäjatkuva lähetys toteutetaan kolmen päärakenneosan avulla. Lähetyspuolella tarvitaan puheaktiviteetin ilmaisu eli VAD (Voice Activity Detection), jonka avulla tutkitaan sisältääkö tarkasteltu signaali puhetta vai 10 onko kyse pelkästä taustamelusta. VAD-toiminto on määritelty GSM-suosituksessa 6.32 ja se perustuu pääasiallisesti signaalin energian ja spektrimuutosten analysointiin. Lisäksi lähetyspuolella vaaditaan toiminto tausta-kohinan parametrien laskemista varten. Vastaanottopuolel-15 la muodostetaan lähetyspuolelta saatujen kohinaparametri- en perusteella ns. mukavuuskohinaa, jotta vastaanottopuo-lella ei syntyisi kuulijalle epämiellyttävää taustamelun värittämän puheen ja täydellisen hiljaisuuden vaihtelua. Kaikki epäjatkuvan lähetyksen osat perustuvat suurelta 20 osin RPE-LTP-koodauksen toteuttavaan puhekoodekkiin ja sen sisäisiin muuttujiin.

2.1. Lähetyspuolen toiminnot (transkooderin downlink - DTX) 25 Lähetyspuolen epäjatkuvasta lähetyksestä huolehtiva toiminto eli TXDTX- käsittelijä (Transmit DTX) on esitetty kuviossa 3. Se lähettää jatkuvasti radiojärjestelmälle puhekehyksiä, joihin merkitään kontrollibiteissä 30 sijaitsevalla lipulla SP (Speech), sisältääkö kyseinen kehys puhetta, vai onko kyseessä niinsanottu SID-kehys (Silence Descriptor) , joka sisältää informaatiota taustamelusta vastaanottopuolella luotavaa mukavuuskohinaa varten. SP-lippu määräytyy puheaktiviteetin ilmaisevalta 35 yksiköltä saatavan VAD-lipun perusteella. Kun tämä lippu 12 101439 muuttuu nollaksi eli puhetta ei enää signaalista havaita, niin taustakohinan parametrien laskemiseen tarvittavan kehysmäärän jälkeen SP-lippu muutetaan myöskin nollaksi, jolloin radiojärjestelmän lähetysyksikkö lähettää vielä 5 tämän nollalipulla merkityn, kohinaparametrit sisältävän kehyksen, jonka jälkeen lähetys radiotielle lopetetaan. TXDTX-käsittelijä jatkaa kuitenkin koko ajan kohinainfor-maatiota sisältävien kehysten lähettämistä radiojärjestelmälle, joka lähettää näistä edelleen tietyin väliajoin 10 yhden kehyksen radiotielle vastaanottopuolen kohinapara-metrien päivittämiseksi. Kun signaalista myöhemmin jälleen havaitaan puhetta asetetaan SP-lippu arvoon yksi ja jatkuva lähetys alkaa uudelleen.

Epäjatkuvassa lähetyksessä lähetyspuolella siis 15 vaaditaan toiminto taustakohinan parametrien laskemista varten. Lähetyspuoli muodostaa taustakohinaa kuvaavat parametrit edellä mainitun enkooderin avulla. Taustakohinaa kuvaaviksi parametreiksi on valittu normaaleista puhepa-rametreista ne, jotka antavat tietoa taustakohinan tasos-20 ta ja spektristä eli lohkomaksimit ja heijastuskertoimet, jotka on siis muunnettu LAR-kertoimiksi. Näistä muodostetaan edelleen keskiarvot neljän puhekehyksen ajalta. Neljälle lohkomaksimille lasketaan yksi yhteinen arvo neljän puhekehyksen ajalta. Nämä parametrit lähetetään radio-25 tielle aikaisemmin selvitetyllä tavalla. Kaikkia normaalisti lähetettäviä puheparametreja ei siis lähetetä ja osan parametreista tilalle sijoitetaankin SID-koodisana, joka muodostuu 95:stä nollasta. Loputkin tarpeettomat parametrit koodataan arvoon nolla.

30 2.2. Vastaanottopuolen toiminnot (transkooderin uplink DTX)

Vastaanottopuolen epäjatkuvasta lähetyksestä huo-35 lehtii vastaavasti RXDTX-käsittelijä (Receive DTX), jonka 13 101439 rakenne on esitetty kuviossa 4. Se saa radiojärjestelmältä kehyksiä, jotka käsitellään kontrollibiteissä saatavien kolmen lipun perusteella.

BFI-lippu (Bad Frame Indicator) ilmaisee sisältää-5 kö kyseinen kehys järkevää informaatiota eli jos kehys on esimerkiksi radiotiellä muuntunut niin paljon, ettei sitä voida enää tukiaseman radiojärjestelmässä rekonstruoida, niin tällöin kyseinen kehys merkitään tällä lipulla virheelliseksi. Saadessaan tällaisen huonon kehyksen eli ke-10 hyksen, joka on merkitty BFI-lipun arvolla yksi, korvataan ko. kehyksen puheparametrit edellisen kehyksen puhe-parametreilla ennen dekoodausta. Mikäli BFI-lipulla merkittyjä kehyksiä tulee useita suoritetaan suositusten mukaiset vaimennusoperaatiot. Ainoana poikkeuksena edel-15 lämainittuun BFI-lipun käsittelyyn on tilanne, jossa on kyseessä uplink-DTX eli on saatu pätevä SID-päivityske-hys, jonka jälkeen ei ole vastaanotettu normaalia puheke-hystä, jossa BFI olisi arvoltaan nolla. Tällaisessa uplink-DTX tilanteessa BFI-lipulla varustettu kehys tar-20 koittaa siis ainostaan, että mukavuuskohinan generointia tulisi jatkaa. Tämä on mahdollista toteuttaa vaihtoehtoisesti myös lähettämällä idle-kehyksiä.

SID-lippu on kaksibittinen ja sen perusteella sijoitetaan radiojärjestelmän lähettämä SID-kehys tiettyyn 25 luokkaan kehyksien sisältämässä määrämuotoisessa koodisanassa olleiden virheiden perusteella ja tämän luokituksen perusteella päätetään, kuinka kehystä tullaan jatkossa käyttämään. Mikäli SID on arvoltaan kaksi ja BFI arvoltaan nolla on kyseessä tällöin pätevä SID-kehys, 30 jota voidaan käyttää kohinaparametrien päivittämiseen.

TAF-lipun (Time Alignment Flag) avulla ilmaistaan, onko kyseinen kehys käytetty tämän alijärjestelmän ulkopuoliseen signalointiin eli lähinnä sillä ilmoitetaan milloin odotetaan seuraavaa SID-päivitystä.

35 Mukavuuskohinan generointiin liittyvät operaatiot, 14 101439 kuten esimerkiksi vaimennus suoritetaan edellämainittujen kolmen lipun yhdistelmistä riippuen GSM-suosituksissa 06.11 tai 06.21 ja 06.12 tai 06.22 ja 06.31 tai 06.41 mainituilla tavoilla, mutta yleisesti voidaan siis sanoa, 5 että mukavuuskohinan generointi aloitetaan tai mukavuus-kohina päivitetään, kun on saatu uusi pätevä SID-kehys.

Mukavuuskohinan generointi käyttää vastaavasti edellä selvitettyä dekooderia taustakohinan muodostamiseen. Lähetyspuolelta saadut keskiarvoistetut parametrit 10 käytetään aivan normaalisti ja ne pidetään samoina seu-raavaan päivitykseen asti. Muut parametrit asetetaan siten, että desimointigridin paikka ja 13 RPE-näytettä arvotaan kehyskohtaisesti tasaisella jakaumalla kokonaisluvuksi välille 0-3 ja välille 1-6 vastaavasti. Pitkän ai-15 kavälin jäännössignaalin viiveparametri a asetetaan ali-kehyksissä arvoihin 40, 120, 40, 120 tässä järjestyksessä eli vuorotellen minimi- ja maksimiarvoonsa ja pitkän aikavälin jäännössignaalin vahvistusparametri asetetaan nollaksi kaikissa alikehyksissä.

20 3. Tekniikan tason MMC-puhelu

Kun tekniikan tason mukaisessa matkaviestinjärjestelmässä otetaan puhelu matkaviestimestä MS, siirretään 25 tähän liittyvä signalointi tukiasemalta BTS matkaviestin-keskukselle MSC, joka vuorostaan muodostaa kytkennät esim. yleisen puhelinverkon PSTN liitäntäjohdon ja edellä mainitun A-rajapinnan johdon välille. Samalla varataan ja kytketään transkooderiyksikkö TRCU A-rajapinnan johtoon.

.: 30 Matkaviestinkeskus MSC antaa edelleen tukiasemaohjaimelle BSC komennon yhdistää tukiasema BTS, johon kutsuva matkaviestin MS on radioyhteydessä, edellä allokoituun A-rajapinnan johtoon. Tukiasemaohjain BSC muodostaa kytkennän edellä allokoidun A-rajapinnan johdon sekä edelleen sen 35 tukiaseman BTS, johon kutsuva MS on yhteydessä, välille.

15 101439

Tukiasema BTS hoitaa itsenäisesti yhteydenmuodostuksen radiotiellä. Tällöin saadaan yhteys, jossa on sarjassa matkaviestin MS, tukiasema BTS, tukiasemaohjain BSC, transkooderiyksikkö TRCU sekä matkaviestinkeskus MSC.

5 Tällöin tällä yhteydellä siirretään koodattua puhetta välillä MS-TRCU sekä TRAU-kehyksiä välillä BTS-TRCU.

Jos tekniikan tason mukaisessa matkaviestinjärjestelmässä on kyseessä kahden matkaviestimen MS välinen puhelu MMC (Mobile to Mobile Call), puhelun kytkentä etenee 10 kutsuvan matkaviestimen MS osalta samalla tavoin kuin edellä, mutta nyt matkaviestinkeskus muodostaa kytkennän kutsuvalle MS varatun A-rajapinnan johdon ja kutsutulle MS:lie varatun A-rajapinnan johdon välille, joka on kytketty toiseen transkooderiyksikköön. Tältä toiselta 15 transkooderiyksiköltä puolestaan muodostetaan yhteys kutsutun matkaviestimen MS tukiasemalle. Toisin sanoen jokaiselle MMC-puhelulle kytketään sarjaan kaksi transkoo-deriyksikköä ja puhelulle suoritetaan kaksi enkoodausta ja dekoodausta. Tätä kutsutaan tandem-koodaukseksi, joka 20 heikentää puheenlaatua ylimääräisen enkoodauksen ja de koodauksen vuoksi.

4. Keksinnön mukainen MMC-puhelu 25 Esillä olevassa keksinnössä MMC-puhelu voidaan kytkeä matkaviestinverkon normaalien proseduurien mukaisesti siten, että yhteydellä on kaksi transkooderia TRCU tandem-konfiguraatiossa. Tandem-koodaus vältetään MMC-puheluissa välittämällä yhdeltä tukiasemalta BTS tulevat .· 30 kehykset pienin muutoksin näiden kahden tandem-kytketyn transkooderin TRCU kautta toiselle tukiasemalle BTS ilman, että transkoodereissa TRCU suoritetaan lainkaan pu-he-enkoodausta tai - dekoodausta. Tämän seurauksena puhe-koodaus suoritetaan vain matkaviestimissä MS ja puhepara-35 metrit vain välitetään matkaviestinverkon läpi, mikä huo- 16 101439 mattavasti parantaa puheen laatua perinteiseen tandem-koodaukseen verrattuna.

Transkooderit TRCU voivat olla useaa eri koodaus-tyyppiä, kuten täysi nopeus ja puolinopeus, toteuttavia, 5 joissa on myös keksinnön mukainen tandem-koodauksen esto-moodi jokaiselle koodaustyypille. Vaihtoehtoisesti erityyppisiä transkoodereita TRCU voi olla ryhmiteltyinä pooleihin, joista sopiva transkooderi voidaan valita pu-helukohtaisesti.

10 Abis-rajapinta voidaan säilyttää ennallaan lukuun ottamatta tässä kuvattuja lisäyksiä signalointeihin. Abis-rajapinnan TRAU-kehyksissä ainoat lisäykset tulevat keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa olemaan uplink-suunnassa tandem-koodauksen estomoodin indikointi ja 15 downlink-suunnassa A-rajapinnan synkronoinnin puuttumi sesta tai virheellisyydestä ilmoittaminen, kuten myöhemmin tullaan kuvaamaan.

Seuraavassa kuvataan keksinnön ensisijaisen suoritusmuodon mukainen järjestely tandem-koodauksen estämi- 20 seksi MMC-puhelussa yhden matkaviestinkeskuksen MSC sisällä. Järjestely kuvataan selvyyden vuoksi kolmessa osassa: uplink-siirto BTS-TRCU, transkooderien välinen siirto TRCU-TRCU, downlink-siirto TRCU-BTS.

Oletetaan aluksi, että kuviossa 1 matkaviestin 25 MSI, joka on tukiaseman BTS1 alueella, käynnistää MMC- puhelunmuodostuksen toiselle matkaviestimelle MS2, joka on tukiaseman BTS3 alueella. Tällöin suoritetaan normaali GSM-suositusten mukainen matkaviestimeltä lähtevän puhelun MOC puhelunmuodostuksen, johon liittyy signalointi f: 30 MSl:n ja tukiasemaohjaimen BSC1, matkaviestinkeskuksen MSC1 sekä vierailijarekisterin VLR (ei esitetty) välillä mm. tilaajan autentikointia ja salausavaimien vaihtoa varten. MSC1 saa MSI:Itä B-tilaajan numeron, ja todetessaan B-tilaajan toiseksi matkaviestintilaajaksi tekee 35 GSM-suositusten mukaisen tietokantakyselyn B-tilaajan 17 101439 kotirekisteriin HLR (ei esitetty). Koska B-tilaaja on MSCl:n alueella, HLR vastaa antamalla reititysosoitteeksi MSC1. Tällöin MSC1 suorittaa GSM-suositusten mukaisesti matkaviestimelle päättyvän puhelun MTC puhelunmuodostuk-5 sen, johon liittyy tietokantakysely vierailijarekisteriin VLR, matkaviestimen MS2 haku, autentikointi, salausavaimien vaihto, jne.

MSC1 varaa kummallekin matkaviestimelle MSI ja MS2 oman A-rajapinnan PCM-johdon. Lisäksi MSC1 varaa MSI:lie 10 transkooderiyksikön TRCUl ja MS2:lle transkooderin TRCU2, jotka kytketään vastaaviin A-rajapinnan PCM-johtoihin. MSC1 muodostaa yhteydet MS1-TRCU1 ja MS2-TRCU2 sekä kytkennän MSI:lie varatun A-rajapinnan johdon ja MS2:lle varatun A-rajapinnan johdon välille. Näin on MSI:n ja MS2.n 15 välille kytketty puheyhteys, jossa on kaksi transkooderia TRCUl ja TRCU2 sarjaankytkettyinä. Transkooderien välillä on A-rajapinta, ts. digitaalinen PCM-yhteys.

Puhelunmuodostus on täysin GSM-suositusten mukainen. On kuitenkin mahdollista muuttaa puhelunmuodostusta 20 siten, että MSC1 havaitessaan MMC-puhelun ja tarpeen tandem-koodauksen estämiselle signaloi tiedon tästä tukiasemille BTS1 ja BTS3. Tämä tieto voidaan sisällyttää joihinkin olemassa oleviin sanomiin.

25 4.1. Uplink-siirto BTS-TRCU

Seuraavassa kuvataan vain uplink-siirto BTS1-TRCU1. Uplink-siirto BTS3-TRCU2 tapahtuu täysin samalla periaatteella. Saadessaan tiedon tandem-koodauksen esto-30 moodista, BTSl:n kanavakoodekkiyksikkö CCU, joka on määritelty GSM-suosituksessa 08.60 (tai 08.61), varustaa up-link-suuntaan lähetetyt TRAU-puhekehykset informaatiolla, joka ilmaisee transkooderille TRCUl että kehykset liittyvät MMC-puheluun eikä niille suoriteta puhedekoodausta. 35 Tämä tieto voidaan siirtää uplink-suunnan TRAU-puhekehyk- 18 101439 sen jossakin vapaassa ohjausbitissä C18-C21 tai niiden kombinaatiossa. On myös mahdollista määritellä tandem-koodauksen estoa varten uusi kehystyyppi, joka ilmoitetaan ohjausbiteillä C1-C4. Seuraavassa esimerkissä tan-5 dem-koodauksen esto ilmoitetaan ohjausbitillä C21, ts.

C21=0=estomoodi ja C21=l=normaali moodi.

On kuitenkin huomattava, että keksintö voidaan toteuttaa myös ilman, että TRAU-kehyksissä siirretään minkäänlaista tietoa tandem-koodauksen estosta. Toisin 10 sanoen matkaviestinkeskukselta MSC ei signaloida tukiasemalle, että kyseessä on MMC-puhelu, eikä tukiaseman uplink-suunnan TRAU-kehyksen ohjausbittiä, esim. C21, käytetä kertomaan tandem-koodauksen estosta. Myöskään TRCU1 ei tällöin suorita ohjausbitin C21 tarkistusta, 15 vaan toimii jatkuvasti kuten alla kuvataan ohjausbitin arvolla C21=0, ts. tandem-koodauksen estotilassa. Esitetyssä esimerkissä kuitenkin kuvataan signaloinnilla ja C21-ohjausbittiä käyttävä suoritusmuoto, koska se on näistä kahdesta monimutkaisempi.

20 Kuviossa 5 on esitetty vuokaavio, joka havainnol listaa transkooderin TRCU1 keksinnön mukaisia uplink-suunnan toimintoja. Vastaanottaessaan TRAU-puhekehyksen tukiasemalta BTS1 transkooderi TRCU1 suorittaa vastaanotetulle TRAU-kehykselle normaaliin tapaan kaikki ne toi-25 menpiteet (lohko 51), jotka GSM-suosituksissa on määrätty, lukuunottamatta puhe-dekoodausta. Lohkossa 51 käsitellyt TRAU-kehykset viedään puhedekoodaukseen 52 sekä lisäkäsittelyyn 53.

Lohko 51 tarkistaa lisäksi ohjausbitin C21 tilan 30 kehyksessä. Jos ohjausbitin C21 tila on 1, TRCU1 toimii normaalissa toimintatilassa välittää TRAU-kehyksen puhe-dekoodaukseen mutta ei lisäkäsittelyyn 53. Tällöin TRCUl:n toiminta on täysin GSM-suositusten mukaista.

Puhedekoodaus 52 on GSM-suosituksen mukainen ja 35 tuottaa puhekoodausparametreista digitaalisen pu- 19 101439 hesignaalin, joka viedään pulssikoodimodulaatio (PCM) lohkolle 54, joka muuntaa digitaalisen puhesignaalin pulssikoodimodulaatiolla (PCM) esim. CCITT-suositusten G.711-G.716 mukaisesti bittinopeudelle 64 kbit/s. Pulssi-5 koodimodulaatio (PCM) nopeudella 64 kbit/s toimii siten, että puhesignaalista otetaan näytteitä joka 125 mik-rosekunti,ts. näytteenottotaajuus on 8 kHz, ja näytteen amplitudi kvantisoidaan 8-bittiseksi koodiksi käyttäen A-lain tai u-lain mukaista koodausta. Lohko 54 lähettää 10 PCM-puhenäytteet A-rajapinnan kautta TRCU2:lle.

Mikäli lohko 51 kuitenkin havaitsee, että BTS1 on kuitenkin asettanut TRAU-kehyksen ohjausbitin C21=0, TRCU1 siirtyy tandem-koodauksen estomoodiin. Tandem-koodauksen estomoodissa lohko 51 lähettää TRAU-kehyksen sekä 15 dekoodaukseen 52 että lisäkäsittelyyn 52. Lohkossa 52 dekoodattu puhesignaali viedään jälleen PCM-lohkolle 54, jossa se koodataan PCM-puhenäytteiksi, kuten normaalissa toimintatilassa.

Lisäkäsittelylohko 53 tuottaa GSM-suosituksen 20 08.60 (tai 08.61) mukaisen TRAU-kehyksen välitettäväksi PCM-lohkon 54 ja A-rajapinnan kautta toiselle transkoode-rille. Koska dekoodausta ei suoriteta, eteenpäin A-raja-pintaan välitettävät TRAU-kehykset sisältävät pääsääntöisesti samat puheparametrit ja ohjausdatan kuin tukiase-25 malta BTS1 vastaanotetut kehykset. Lohko 53 tarkistaa kuitenkin vastaanotetun TRAU-kehyksen ohjausbitit ja voi niiden sisällöstä riippuen suorittaa lisätoimenpiteitä, jotka saattavat muuttaa A-rajapintaan lähetettävien TRAU-kehysten sisältöä.

30 Vastaanottaessaan huonon uplink-TRAU-kehyksen, ts.

TRAU-kehyksen, joka on merkitty BFI-lipun arvolla 1, lohko 53 korvaa kyseisen uplink-TRAU-kehyksen puheparametrit edellisen uplink-TRAU-kehyksen puheparametreilla ja asettaa BFI-lipun arvo nollaksi ennen kyseisen TRAU-kehyksen 35 lähettämistä eteenpäin A-rajapintaan ja TRCU2:lle. Mikäli 20 101439 BFI-lipulla merkittyjä uplink-TRAU-kehyksiä tulee useita, lohko 53 suorittaa GSM-suositusten mukaiset vaimennusope-raatiot puheparametrien arvoille ja muuntaa BFI-lippujen arvot nolliksi huonoissa TRAU-kehyksissä ennen niiden lä-5 hettämistä eteenpäin A-rajapintaan, mutta dekoodausta ei taaskaan suoritetaan.

Ainoana poikkeuksena on tilanne, jossa kyseessä on uplink-DTX, jolloin idle-puhekehys tai BFI-lipun arvolla 1 merkitty TRAU-kehys tarkoittaa ainoastaan, että lohkon 10 53 tulisi jatkaa mukavuuskohinan generointia.

Kun lohko 53 saa pätevän SID-päivityksen, se toimii aivan kuten normaalissakin uplink-DTX-tilanteessa eli mukavuuskohinan generointi aloitetaan tai mukavuuskohinaa päivitetään parametreihin, mutta dekoodausta ei taaskaan 15 suoriteta.

Tiivistettynä voidaan sanoa, että kaikki GSM-suo-situsten 06.11 tai 06.21 mukaiset operaatiot suoritetaan dekoodausta lukuunottamatta ja BFI-lippu asetetaan nollaksi ja uplink-DTX hoidetaan seuraavasti. Vastaan-20 otettaessa GSM-suositusten 06.31 tai 06.41 mukaisia SID- kehyksiä, suoritetaan suositusten 06.12 tai 06.22 mukainen mukavuuskohinan generointi, kuitenkin taas siten, että dekoodausta ei suoriteta, vaan modifioidut parametrit pakataan takaisin kehyksiin. Ohjausbittejä ei muuteta 25 lainkaan näihin kehyksiin, jotka lähetetään eteenpäin A- rajapintaan.

GSM-suosituksen 08.61 mukaisissa TRAU-kehyksissä ohjausbitit lisäksi sisältävät UFI-lipun ja syklisen re-dudanssitarkistuksen (CRC) tarkistussumman, jotka saat-30 tavat aiheuttaa muutoksia vastaanotetun TRAU-kehyksen puheparametreihin ennen TRAU-kehyksien lähettämistä eteenpäin A-rajapintaan. GSM-suosituksen 08.61 mukaisiin TRAU-kehyksiin on transkooderin TRCU1 mm. laskettava uusi CRC-tarkistussumma, mikäli siihen liittyviä parametreja 35 on jouduttu muuttamaan.

21 101439

Lohko 53 välittää tandem-koodauksen estomoodissa käsitellyt TRAU-kehykset PCM-lohkolle, joka yhdistää ne normaaleihin PCM-puhenäytteisiin asettamalla TRAU-kehykset vähiten merkitsevän bitin (esim. 8 kbit/s puheenkoo-5 daus) tai kahden vähiten merkitsevän bitin (esim. 16 kbit/s puheenkoodaus) muodostamaan "alikanavaan". Useampiakin vähiten merkitseviä bittejä on mahdollista käyttää mutta tämä aiheuttaa merkittävämpää huononnusta puheen laadussa.

10 Kuviossa 6 on havainnollistettu kuvion 2 mukaisen TRAU-kehyksen sijoittamista 160 peräkkäiseen 8-bittiseen PCM-näytteeseen. Kuhunkin PCM-näytteeseen on sijoitettu kaksi TRAU-kehyksen bittiä PCM-näytteen kahden vähiten merkitsevän bitin paikalle. PCM-näytteet 1-8 sisältävät 15 synkronointinollia, PCM-näytteet 9-18 ohjausbitit C1-C15, PCM-näytteet 19-155 databittejä, ja PCM-näytteet 156-160 ohjausbitit C16-C21 ja T1-T4. PCM-näytteiden kuusi eniten merkitsevää bittiä ovat alkuperäisiä PCM-näytteen bittejä (merkitty symbolilla x) .

20 Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa, mikäli TRCU1 on normaalitilassa (C21=l), PCM-lohko 54 ei sijoita TRAU-kehyksen bittejä PCM-näytteen kahteen vähiten merkitsevään bittiin, ts. kaikki A-rajapintaan lähetetyn näytteen bitit ovat alkuperäisiä PCM-näytteen bittejä.

25 Näin vältetään turha puheen laadun huononeminen, kun tandem-koodauksen estoa ei käytetä, esimerkiksi puheluissa, joissa toinen osapuoli on PSTN-tilaaja.

On kuitenkin mahdollista, että TRCU1 on jatkuvasti tandem-koodauksen estomoodissa, ts. se toteuttaa TRAU-ke-*· 30 hyksien sijoittaminen PCM-näytteisiin aina. Tällöin vas- taanottopää valitsee käyttääkö se PCM-näytteitä vai TRAU-kehyksiä. Etuna on että, matkaviestinkeskukselta MSC ja tukiasemalta BTS1 vaadita minkäänlaista tietoa MMC-puhe-lusta, vaan kaikki keksinnön vaatimat muutokset keskitty- 35 vät transkooderiin. Myöskään ohjausbittiä C21 ei tällöin 22 101439 käytetä edellä esitetyllä tavalla. Haittana on hieman huonompi puheen laatu normaaleissa puheluissa PSTNrään. Mikäli käytetään suosituksen 08.61 mukaisia kehyksiä ja yhden vähiten merkitsevän bitin muodostamaa alikanavaa, 5 niin tällöin huononnus ei ole käytännössä korvin kuultavissa.

Myös transkooderissa TRCU2 on kuvion 5 mukainen lähetinyksikkö uplink-suunnan liikennettä varten.

10 4.2. Transkoodereiden välinen siirto TRCU1-TRCU2 TRCU2 käsittelee tukiasemalta BTS3 tulevia uplink-suunnan TRAU-kehyksiä samalla tavoin kuin yllä on kuvattu transkooderin TRCU1 yhteydessä ja siirtyy tandem-koodauk-15 sen estomoodiin havaitessaan, että C21=0, tai on aina estomoodissa. Vastaavasti TRCUl käsittelee A-rajapinnasta vastaanotettuja TRAU-kehyksiä ja PCM-näytteitä samalla tavoin kuin alla kuvataan TRCU2:n yhteydessä.

GSM-suositusten 08.60 tai 08.61 mukaiset TRAU-ke-20 hykset siirretään transkooderien TRCUl ja TRCU2 välillä A-rajapinnan kautta PCM-puhenäytteiden yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa. Transkoodereiden TRCUl ja TRCU2 välisessä siirrossa voi-• daan lisäksi käyttää samoja GSM-suositusten 08.60 ja 25 08.61 mukaisia synkronointimenetelmiä kuin tukiaseman BTS1 ja transkooderin TRCUl välillä.

4.3. Downlink-siirto TRCU2-BTS3 30

Seuraavassa selitetään vain vastaanotto A-rajapin-nasta transkooderissa TRCU2 sekä downlink-siirto TRCU2-BTS3. Vastaanotto A-rajapinnasta transkooderissa TRCUl sekä downlink-siirto TRCU1-BTS3 tapahtuu täysin samalla 35 periaatteella.

23 101439

Kuviossa 7 on esitetty vuokaavio, joka havainnollistaa transkooderin TRCU2 keksinnön mukaisia downlink-suunnan toimintoja. Vastaanottavan transkooderin TRCU2 synkronointilohko 71 etsii jatkuvasti GSM-suositusten 5 08.60 tai 08.61 mukaisesti synkronia A-rajapinnasta vas taanotettujen PCM-näytteiden sisältämästä alikanavasta, ts. yhdestä tai kahdesta vähiten merkitsevästä bitistä. TRAU-kehyksiin synkronoituminen tapahtuu kehyksissä olevien synkronointinollien ja -ykkösten avulla. Puhelun 10 alussa, kun synkronia ei ole vielä löydetty, tai puhelun aikana, kun synkroni on menetetty, odotetaan riittävä määrä TRAU-kehyksiä, jotta voidaan olla varmoja, että kyseessä on oikea 8 tai 16 kbit/s alikanava, joka sisältää TRAU-kehyksiä, eikä vain normaalien PCM-näytteiden 15 vähiten merkitsevän bitin sattumalta muodostama synk-ronointikuvio. Kehyksiin synkronoitumista suoritetaan jatkuvasti ja tarkasteluun käytettyä aikaväliä siirretään mahdollisten ajoitusmuutosten mukaisesti.

Erottelulohko 72 erottelee PCM-puhenäytteet enkoo-20 dauslohkolle 73 ja TRAU-kehykset lisäkäsittelylohkolle 74 .

Enkoodauslohko 73 suorittaa täysin GSM-suositusten mukaisen enkoodauksen PCM-puhenäytteistä alennetun nopeu-• den puheenkoodausmenetelmän puheenkoodausparametreiksi.

25 PCM-näytteiden enkoodaus tapahtuu jatkuvasti riippumatta siitä onko TRAU-kehyksiin synkronoiduttu vai ei.

Mikäli TRAU-kehyksiin ei ole synkronoiduttu, tai odotetaan synkronoitumisen varmistumista, PCM-puhenäyt-teistä enkoodatut puheenkoodausparametrit viedään enkoo-30 dauslohkolta 73 käsittelylohkolle 75. Käsittelylohko 75 sijoittaa puheenkoodausparametrit TRAU-kehyksiin ja suorittaa niille downlink-suunnassa kaikki toimenpiteet, jotka transkooderille TRCU2 on GSM-suosituksissa määrätty, ennen GSM-suositusten 08.60 tai 08.61 mukaisten ke-35 hysten lähettämistä tukiasemalle BTS3.

24 101439

Mikäli TRAU-kehyksiin on synkronoiduttu, puheen-koodausparametreja ei viedä enkoodauslohkolta 73 käsitte-lylohkolle 75. Sen sijaan käsittelylohkolle 75 viedään A-rajapinnasta vastaanotetut TRAU-kehykset, joita on käsi-5 telty lisäkäsittelylohkossa 74. Käsittelylohko 75 suorittaa näille TRAU-kehyksille kaikki ne toimenpiteet, jotka transkooderille on GSM-suosituksissa määritelty, ja tuottaa GSM-suosituksen 08.60 (tai 08.61) mukaisen TRAU-ke-hyksen välitettäväksi Abis-rajapinnan kautta eteenpäin 10 BTS3:lle. Koska puhe-enkoodausta ei suoriteta, eteenpäin välitettävät TRAU-kehykset sisältävät pääsääntöisesti samat puheparametrit ja ohjausdatan kuin A-rajapinnan kautta vastaanotetut TRAU-kehykset. Lisäkäsittelylohko 74 tarkistaa kuitenkin A-rajapinnasta vastaanotetun TRAU-ke-15 hyksen ohjausbitit ja voi niiden sisällöstä riippuen suorittaa lisätoimenpiteitä, jotka saattavat muuttaa BTS3:lle lähetettävien TRAU-kehysten sisältöä.

Seuraavassa kuvataan tarkemmin lisäkäsittelylohkon 74 lisätoimenpiteitä.

20 Jos TRCU2 on BTS3:n lähettämien uplink-TRAU-kehys- ten avulla tai muulla tavoin määrätty downlink-DTX pois päältä moodiin, niin tällöin lohko 74 välittää A-rajapin-nalta saadut TRAU-kehykset ainostaan muuttamalla kehykset tyypiltään downlink-suunnan normaaleiksi puhekehyksiksi.

25 Toisin sanoen lisäkäsittelylohko 74 asettaa GSM-suosituk sen 08.60 mukaisissa kehyksissä ohjausbitit C1-C4 osoittamaan TRAU-kehyksen olevan downlink-kehys, ts. C1C2C3C4 =1110, ja SP-bitin sekä varabitit aina arvoon 1.

Jos downlink-DTX on asetettu päälle, niin tällöin 30 lisäkäsittelylohko 74 välittää TRAU-kehykset eteenpäin muuntamalla A-rajapinnalta vastaanotetut TRAU-kehykset tyypiltään downlink-suunnan normaaleiksi puhekehyksiksi, mikäli ne sisältämänsä ohjausinformaation perusteella ovat normaaleja puhekehyksiä. Kaikissa niissä A-rajapin-35 nasta vastaanotetuissa TRAU-kehyksissä, jotka on ohjaus- 25 101439 bittien perusteella tulkittavissa mukavuuskohinan gene-rointikehyksiksi, eli siis kehyksissä, jotka TRCU1 tulkitsisi kuuluviksi uplink-DTX:n mukavuuskohinan generoin-tikehyksiksi, pidetään SP-lippu arvossa nolla ja asete-5 taan SID-koodisana tarpeettomiin puheparametreihin, sekä asetetaan loputkin tarpeettomat parametrit arvoon nolla. Kun A-rajapinnasta saadaan normaali puhekehys, asetetaan SP jälleen arvoon yksi näissä dovmlink-kehyksissä.

Myös transkooderissa TRCU1 on kuvion 7 mukainen 10 vastaanotinyksikkö downlink-suunnan puheinformaation kä sittelyä varten.

Transkoodereiden TRCU1 ja TRCU2 edellä kuvatut toiminnot on myös mahdollista siirtää siten, että TRCU2:n downlink-suunnan lisäkäsittelylohko 74 suorittaa kaikki 15 BTSl:ltä tulevien kehysten muokkaukset (ts. myös edellä TRCUl:n uplink-suunnan lisäkäsittelylohkolle 53 määritellyt toimenpiteet) ja TRCUlrn downlink-suunnan lisäkäsittelylohko 74 suorittaa kaikki BTS2:lta tulevien TRAU-ke-hysten muokkauksen (ts. myös TRCU2:n uplink-suunnan li-20 säkäsittelylohkolle 53 määritellyt toimenpiteet), jolloin saadaan toimintojen sijoitukseltaan hieman erilainen konfiguraatio. Tällöin TRCU1 välittää uplink-kehykset sellaisenaan TRCU2:lle ja TRCU2 vastaavasti TRCUlrlle.

• Edellä olevassa esimerkissä on kuvattu MMC-puhelu 25 yhden matkaviestinkeskuksen MSC1 alueella. Keksintöä voidaan soveltaa myös MMC-puhelussa, jossa matkaviestimet MS ovat eri matkaviestinkeskuksissa.

Oletetaan kuvion 1 järjestelmässä, että MSI, joka on tukiaseman BTS1 ja matkaviestinkeskuksen MSC1 alueel-30 la. ottaa puhelun matkaviestimeen MS3, joka on tukiaseman BTS4 ja matkaviestinkeskuksen MSC2 alueella. MMC-puhelun alku etenee kuten edellisessä esimerkissä, mutta nyt kotirekisteri HLR palauttaa matkaviestinkeskukselle MSC1 matkaviestinkeskuksen MSC2 osoitteen. MSC1 reitittää pu-35 helun MSC2:lle ja sisällyttää signalointiin tiedon, että 26 101439 puhelu on MMC-puhelu. MSC1 muodostaa transkooderin TRCU1 varaamisen ja yhteydenmuodostuksen matkaviestimen MSI suuntaan kuten edellisessä esimerkissä. MSC2 puolestaan varaa transkooderin TRCU3 varaamisen ja yhteydenmuodos-5 tuksen matkaviestimelle MS3 samalla tavoin kuin MSC1 suoritti transkooderin TRCU2 varaamisen ja yhteydenmuodostuksen matkaviestimelle MS2 edellisessä esimerkissä. Matkaviestinkeskusten MSC1 ja MSC2 välille kytketään yhteys ja transkooderit TRCU1 ja TRCU3 kytketään 10 sarjaan. Tämän jälkeen tapahtuu TRAU-kehysten uplink-siirto välillä BTS-TRCU, downlink-siirto välillä TRCU-BTS sekä transkooderien välinen siirto kuten edellisessä esimerkissä .

Vaikka keksintö on selitetty viitaten tiettyihin 15 suoritusmuotoihin, on kuitenkin ymmärrettävä, että selitys on tehty vain esimerkkitarkoituksessa ja keksintöön voidaan tehdä muutoksia ja modifikaatioita poikkeamatta oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnön hengestä ja suojapiiristä.

Claims (22)

27 101439

1. Transkooderi, joka käsittää välineet puheen tandemkoodauksen estämiseksi kahden matkaviestimen 5 (MSI,MS2) välisessä puhelussa matkaviestinjärjestelmässä, jossa on radiotiellä käytössä siirtonopeutta alentava puhekoodausmenetelmä, joka transkooderi (TRCU1,TRCU2) käsittää puhekooderin (52,73), joka enkoodaa matkaviestimelle lähettävän puhesignaalin puheparametreiksi ja de-10 koodaa matkaviestimeltä vastaanotetut puheparametrit puhesignaaliksi mainitun puhekoodausmenetelmän mukaisesti, sekä PCM-kooderin (54,72) uplink-puhesignaalin lähettämiseksi ja downlink-puhesignaalin vastaanottamiseksi PCM-rajapinnasta PCM-näytteiden muodossa, tunnettu 15 siitä, että transkooderi käsittää välineet puheparametri-en lähettämiseksi (53,54) ja vastaanottamiseksi (71,72, 74) samanaikaisesti mainittujen PCM-puhenäytteiden kanssa PCM-puhenäytteiden yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että puheparametrit siirretään mainitussa alikanavassa käyttäen kehyksiä, jotka sisältävät mainitut puheparametrit sekä ohjaus- ja synkronointi-informaatiota, 25 alikanavasta vastaanotetut kehykset ovat downlink- kehyksiä ja alikanavaan välitettävät kehykset ovat up-link-kehyksiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että • 30 transkooderi välittää matkaviestimeltä vastaanote- * tut puheparametrit dekoodattuina PCM-kanavan puhenäyt-teiksi ja ilman dekoodausta mainittuun alikanavaan mainittujen PCM-näytteiden yhdessä tai useammassa vähiten merkitsevässä bitissä.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että 28 101439 transkooderi välittää mainitusta alikanavasta vastaanotetut puheparametrit matkaviestimelle ilman enkoo-dausta mutta mahdollisesti uplink-kehyksen sisältämän ohjausinformaation mukaisesti modifioituina, 5 enkooderi on sovitettu jatkuvasti enkoodaamaan PCM-puhenäytteitä puheparametreiksi, transkooderi lähettää matkaviestimelle PCM-pu-henäytteistä enkoodatut puheparametrit, jos se ei asianmukaisesti vastaanota puheparametreja mainitusta alikana- 10 vasta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että transkoodereiden välillä on kehysten sisältämään synkronointi-informaatioon perustuva synkronointi, ja että transkooderi on sovitettu jatkuvas- 15 ti etsimään kehyssynkronia alikanavasta vastaanotettuihin kehyksiin ja tulkitsemaan kehykset asianmukaisesti vastaanotetuiksi, jos synkronia löytyy.

6. Patenttivaatimksen 2, 3, 4 tai 5 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että kehykset ovat

7. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4, 5 tai 6 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että transkooderi on tukiasemasta erilleen sijoitettu etätranskooderi, joka kommunikoi tukiaseman kanssa käyttäen kehyksiä, jotka 25 ovat oleellisesti samanlaisia kuin mainitussa alikanavas- sa käytetyt kehykset, ja että mainittu transkoodereiden välinen synkronointi on oleellisesti samanlainen kuin tukiaseman ja transkooderin välillä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, . 30 tunnettu siitä, että huonoissa uplink-kehyksissä on huonon kehyksen indikaattori, transkooderi, vasteena huonon kehyksen indikaattorin esiintymiselle tukiasemalta vastaanotetussa uplink- 35 kehyksessä, sijoittaa eteenpäin välitettävään kehykseen 29 101439 edellisen uplink-kehyksen puheenkoodausinformaation ja poistaa huonon kehyksen indikaattorin.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että 5 transkooderi, vasteena virheellisen kehyksen indi kaattorin esiintymiselle useassa peräkkäisessä tukiasemalta vastaanotetussa uplink-kehyksessä, suorittaa ennalta määrätyt vaimennusoperaatiot puheenkoodausinformaa-tiolle ilman dekoodausta ennen pakkaamista kehyksiin ja 10 eteenpäin välittämistä ja poistaa huonon kehyksen indi kaattorin,

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että kehykset ovat GSM suosituksen 08.60 tai 08.61 mu-15 kaisia TRAU-kehyksiä, mainittu vaimennusoperaatio on GSM-suosituksen 06.11. tai 06.21 mukainen ilman dekoodausta.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että 20 kehykset ovat GSM suosituksen 08.60 tai 08.61 mu kaisia TRAU-kehyksiä, kaikki mukavuuskohinan generointiin liittyvät operaatiot, kuten vaimennus, suoritetaan GSM-suosituksissa 06.11 tai 06.21 ja 06.12 tai 06.22 ja 06.31 tai 06.41 25 määritellyillä tavoilla.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että transkooderi, vasteena sille, että transkooderi uplink-suunnan epäjatkuvan lähetyksen aikana vastaanottaa 30 TRAU-kehyksen, joka on GSM-suosituksen 06.31 tai 06.41 mukainen pätevä SID-kehys, suorittaa GSM-suosituksen 06.12 tai 06.22 mukaisen mukavuuskohinan päivityksen ja generoinnin ilman dekoodausta.

13. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, 35 tunnettu siitä, että 30 101439 transkooderi, vasteena sille, että transkooderi uplink-suunnan epäjatkuvan lähetyksen aikana vastaanottaa kehyksen, joka on BFI-bitin arvolla 1 merkitty huonoksi tai joka on idle-puhekehys, jatkaa mukavuuskohinan gene-5 rointia GSM-suosituksen 06.12 tai 06.22 mukaisesti ilman dekoodausta.

14. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3, 4 tai 5 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että kehykset ovat GSM suosituksen 08.60 tai 08.61 mu- 10 kaisia TRAU-kehyksiä, transkooderi, vasteena sille, että se vastaanottaa PCM-rajapinnasta TRAU-kehyksen, joka on normaali puheke-hys, muuttaa kehyksen tyypiltään normaaliksi downlink- suunnan puhekehykseksi ja välittää kehyksen eteenpäin tu- 15 kiasemalle.

15. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että kehykset ovat GSM suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaisia TRAU-kehyksiä, 20 transkooderi, vasteena sille, että se vastaanottaa PCM-rajapinnasta TRAU-kehyksen, joka on normaali puheke-hys, muuttaa kehyksen tyypiltään normaaliksi downlink- suunnan puhekehykseksi, asettaa SP-bitin ja varabitit . arvoon 1.

16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että transkooderi, vasteena sille, että se dovmlink-suunnan epäjatkuvan lähetyksen aikana vastaanottaa PCM-rajapinnasta TRAU-kehyksen, joka on tulkittavissa suosi-*. 30 tuksen 06.31 tai 06.41 mukaiseksi mukavuuskohinan päivi tys- tai generointikehykseksi, muuttaa kehyksen downlink-suunnan kehykseksi, jossa SP-bitin arvo on 0 ja tarpeettomiin puheparametreihin on asetettu SID-koodisana ja lopuilla tarpeettomilla parametreillä on arvo 0.

17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen transkooderi, 101459 31 tunnettu siitä, että puhelua ohjaava matkavies-tinkeskus tai -keskukset signaloi kutsuvan ja kutsutun matkaviestimen tukiasemille ja mahdollisesti muille puheluun liittyville verkkoelementeille tiedon, että puhelun 5 aikana on käytettävä puhekoodauksen estoa.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 7-17 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että kehykset ovat GSM suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaisia TRAU-kehyksiä, ja tukiaseman uplink-kehykset sisältävät puheenkoodauksen 10 estoindikaattorin kahden matkaviestimen välisessä puhe lussa, ja että mainittu puheenkoodauksen estoindikaattori käsittää uuden TRAU-kehystyypin määrittävän arvon kehys-tyyppikentässä tai jonkin GSM-suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaisen TRAU-kehyksen vapaista ohjausbiteistä tai niiden 15 yhdistelmän.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että TRAU-kehykset ovat GSM-suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaisia TRAU-kehyksiä, ja että transkooderi suorittaa uplink-kehyksille, 20 joissa on puhekoodauksen estoindikaattori, kaikki normaalit operaatiot dekoodausta lukuunottamatta.

20. Patenttivaatimuksen 7 mukainen transkooderi, tunnettu siitä, että tukiaseman ja transkooderin . välinen synkronointi samoinkuin transkooderien välinen 25 synkronointi ovat GSM-suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaiset .

20 GSM-suosituksen 08.60 tai 08.61 mukaisia TRAU-kehyksiä.

21. Menetelmä puheen tandemkoodauksen estämiseksi kahden matkaviestimen välisessä puhelussa, jossa menetelmässä '. 30 enkoodataan puhesignaali siirtonopeutta alentaval la puhekoodausmenetelmällä, joka tuottaa puheparametrit, siirretään puheparametrit radiorajapinnan yli ensimmäiselle transkooderille matkaviestinverkossa, dekoodataan puheparametrit mainitulla puheenkoo-35 dausmenetelmällä palauttaen mainittu puhesignaali, 32 101439 siirretään puhesignaali ensimmäiseltä transkoode-rilta toiselle transkooderille PCM-puhenäytteinä, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi siirretään radiopinnasta vastaanotetut puhepara-5 metrit ensimmäiseltä transkooderilta toiselle transkoode rille samanaikaisesti mainittujen PCM-näytteiden kanssa PCM-näytteiden yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa.

22. Järjestely puheen tandemkoodauksen estämiseksi 10 matkaviestinverkossa, jossa matkaviestimet (MS1,MS2) ja kiinteä matkaviestinverkko käsittävät puhekooderit puhesignaalin siirtämiseksi radiotien yli puhekoodauspara-metrien muodossa puhekoodausnopeudella, ja jossa kahden matkaviestimen välinen puhelu käsittää kiinteässä matka-15 viestinverkossa kahden puhekooderin (TRCU1,TRCU2) tandem- kytkennän, jossa puhekoodereiden välillä on normaali PCM-rajapinta, tunnettu siitä, että mainitussa PCM-rajapinnassa PCM-puhenäytteiden yksi tai useampi vähiten merkitsevä bitti muodostaa alikanavan, jonka kautta mat-20 kaviestimen tuottamat puhekoodausparametrit välitetään matkaviestinverkon läpi samanaikaisesti PCM-puhenäytteiden kanssa ilman kiinteän matkaviestinverkon puhekoo-dereissa (TRCU1,TRCU2) suoritettavaa dekoodausta ja en-• koodausta. 33 101439