FI93915C - Digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikkö ja transdekoodausyksikkö sekä menetelmä transkoodausyksikön ulostulon säätämiseksi ja transdekoodausyksikön ulostulon säätämiseksi - Google Patents

Description

9391 5

Digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikkö ja transdekoodausyksikkö sekä menetelmä transkoodausyksi-kön ulostulon säätämiseksi ja transdekoodausyksikön ulostulon säätämiseksi.

5

Keksintö koskee digitaalisen radiopuhelinjär jestelmän transkoodausyksikköä ja transdekoodausyksikköä.

Keksintö koskee edelleen menetelmää digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikön ulostulosig-10 naalin säätämiseksi ja transdekoodausyksikön ulostulosignaalin säätämiseksi.

Digitaalisen radio- tai matkapuhelinjärjestelmän tukiasemajärjestelmän DBSS (DBSS = Digital Base Station System) datakanavassa siirretään äänitaajuusperäisiä sig-15 naaleja eli puhesignaaleja, datasignaaleja sekä merkinan-tosignaaleja, jotka kaikki ovat koodattu digitaalisiksi biteiksi. Tietyt tukiasemajärjestelmän datakanavia käsittelevät osat voidaan toteuttaa sellaisina, että ne muok-kaavat puhesignaalia. Muokkaus voi olla esimerkiksi vah-20 vistusta, vaimennusta sekä signaalin tasohuippujen vaimennusta eli leikkaamista.

Tekniikan tason mukaisissa järjestelmissä data-kanavassa siirrettyjä puhesignaaleja on vahvistettu, jotta tilaaja-aseman käyttäjän tai vastaavasti tietoliikennever-: 25 kon tilaajan kuuleman signaalin perusteella muodostettu ääni on riittävän voimakas. Signaalia joudutaan vahvistuksen lisäksi tyypillisesti transkoodaamaan ja transdekoo-daamaan esimerkiksi LTP (Long Term Prediction) tai RPE (Regular Pulse Excitation) tai LPC (Linear Predictive Cod-30 ing) menetelmällä. GSM-järjestelmässä on tyypillisesti käytetty näiden yhdistelmää eli RPE-LTP-LPC-menetelmää, joka on kuvattu esimerkiksi julkaisussa "M. Mouly ja M. B. Paute, The GSM System for Mobile Communications, 1992, 49, rue PALAISEAU F-91120, s. 155-162". Tarkemmin näitä mene-35 telmiä on kuvattu GSM-suosituksessa "GSM 06.10, January • 2 9391 5 1990, GSM Full Rate Speech Transcoding, ETSI, 93 s.". Mainitut koodausmenetelmät käsittelevät koodattavassa signaalissa esiintyviä voimakkaita amplitudivaihteluja ja sallitun amplitudialueen ylityksiä siten, että signaalin vas-5 taanottava ja siten äänen kuuleva tilaaja kuulee äänessä säröä ja voimakkaita häiriöitä. Tämä on suuri ongelma erityisesti GSM-järjestelmässä, jossa on haluttu suorittaa tilaajalle menevän signaalin vahvistus siinä toivossa, että tilaaja kuulisi siirrettävän signaalin voimakkaampana.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on tuottaa menetelmä ja järjestelmä, jonka avulla tietoliikennejärjestelmässä siirrettävä signaali voidaan vahvistaa ilman että signaali vahvistuu niin paljon, että signaalin amplitudi ylittää tietoliikennejärjestelmän siirrossa tai koodauksessa käy-15 tettävien laitteiden dynamiikka-alueen.

Tämä uudentyyppinen digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikkö toteutetaan keksinnön mukaisesti siten, että se on tunnettu siitä, että transkoodausyksikkö edelleen käsittää tasonvalvontavälineen line-20 arisoidun signaalin amplitudin tarkkailemiseksi ja maini tun vahvistinvälineen ohjaamiseksi siten, että vahvistin-välineen tuottama signaali on halutun tasoinen.

Keksintö koskee edelleen digitaalisen radiopuhelin-. järjestelmän transdekoodausyksikköä, käsittäen puhedekoo- ·· 25 derin enkoodatun datan muuttamiseksi lineaariseen muotoon, vahvistinvälineen lineaarisen datan vahvistamiseksi, kom-panderiyksikön vahvistetun lineaarisen datan kompandoimi-seksi. Jolle keksinnölliselle transdekoodausyksikölle on tunnusmerkillistä se, että transdekoodausyksikkö edelleen 30 käsittää tasonvalvontavälineen linearisoidun signaalin ‘ amplitudin tarkkailemiseksi ja mainitun vahvistinvälineen ohjaamiseksi siten, että vahvistinvälineen tuottama signaali on halutun tasoinen.

Keksintö koskee tämän lisäksi menetelmää digitaali-35 sen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikon ulostulo- • .

9391 5 3 signaalin säätämiseksi, jossa menetelmässä kompandoitu digitaalinen data ekspandoidaan lineaariseksi signaaliksi, lineaarinen signaali enkoodataan. Tälle menetelmälle on tunnusmerkillistä se, että menetelmässä linearisoidun sig-5 naalin amplitudi mitataan, tämän mittaustuloksen perusteella säädetään enkooderiin syötettävän signaalin vahvistusta .

Edelleen keksintö koskee menetelmää digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transdekoodausyksikon ulostulo-10 signaalin säätämiseksi, jossa menetelmässä enkoodattu data koodataan lineaariseen muotoon, lineaarinen data vahvistetaan, vahvistettu lineaarinen data kompandoidaan. Tälle menetelmälle on tunnusmerkillistä se, että mitataan lineaarisen signaalin amplitudi ja säädetään linearisoidun 15 datan vahvistusta tämän mittaustuloksen perusteella.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että digitaalisessa tukiasemajärjestelmässä toteutetaan signaalin voimakkuuden säätö käyttäen hyväksi tasonsäätövälinettä. Keksinnössä äänitaajuusperäinen signaali, esimerkiksi puhe 20 tai musiikki, joista jatkossa puhutaan puhesignaalina vahvistetaan ja tämän vahvistuksen voimakkuutta säädetään. Säädön toteutus perustuu siihen, että signaalia koodaava tai käsittelevä tukiasemajärjestelmän osa suorittaa säädön perustuen signaalin voimakkuuteen ja sen vaihteluun.

25 Tällaisten keksinnöllisten menetelmien ja laittei den etuna on se, että signaaliin aikaansaadaan perusvah-vistus, joka parantaa kuuluvuutta, ja lisäksi estetään signaalin liiallinen säröytyminen suurilla voimakkuuksilla. Puhesignaalin muokkaus voidaan tehdä sellaiseksi, että 30 pienehköillä signaalin voimakkuuksilla signaaliin aiheute- φ taan vahvistusta ja suurilla tasoilla vahvistusta pienennetään tai se poistetaan kokonaan. Tästä saavutetaan se hyöty, että signaalin kuuluvuus tietoliikenneverkon käyttäjän kannalta paranee erityisesti silloin, kun käyttäjä 35 oleskelee meluisissa olosuhteissa. Meluisat käyttöolosuh- 4 9391 5 teet ovat tyypillisiä tilanteissa, joissa tilaaja-asema, esimerkiksi radiopuhelin, on sijoitettu liikkuvaan ajoneuvoon, tai käsiradiopuhelinta käytetään suuren väkijoukon keskellä.

5 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää lohkokaavion tietoliikennejärjestelmästä, jossa keksinnön mukaista laitetta ja menetelmää voidaan soveltaa, 10 kuvio 2 esittää lohkokaavion transkoodaus- tai transdekoodausyksiköstä, joissa keksinnön mukaista laitetta tai menetelmää voidaan soveltaa, kuvio 3 esittää lohkokaavion keksinnön mukaisesta transkooderista ja transdekooderista.

15 Kuvio 1 esittää lohkokaavion tietoliikennejärjes telmästä, jossa keksinnön mukaista laitetta ja menetelmää voidaan soveltaa. Keksinnön kohteena olevassa digitaalisessa tukiasemajärjestelmässä BSS (BSS = Base Station System) on laite transkooderi TC, joka muuntaa puhesignaalin 20 kahden eri esitysmuodon välillä. Muunto tapahtuu PCM-sig-naalin (64 kbit/s) ja GSM-signaalin (16 kbit/s tai 8 kbit/s välillä). Tämä muuntaminen tapahtuu toteuttamalla esimerkiksi RPE- ja/tai LTP-koodaus. PCM-esitysmuotoinen signaali liittyy yleiseen langalliseen tietoliikenneverk-25 koon (PSTN = Public Switched Telecommunications Network), kun taas GSM-esitysmuotoinen signaali kulkee läpi tukiasemajärjestelmän BSS. Tukiasemajärjestelmään kuuluvat transkoodaus- ja transdekoodausyksikkö TC, tukiasemaohjain BSC ja tukiasema BTS. BSC on yhtä tai useampaa tukiasemaa BTS 30 ohjaava tukiasemaohjain. MSC on digitaalisen radiopuhelin-: verkon välityskeskus. MS on digitaalinen radiopuhelin.

Radiopuhelin tai tilaaja-asema MS on yhteydessä kantoaallolla tukiasemajärjestelmään BTS; yksittäinen kanava on osa koko kantoaallon informaatiokapasiteetista. Transkoo-35 daus- transdekoodausyksikkö TC käsittelee useita puhekana-

II

9391 5 5 via. Kuviossa esitetty 64 kbit/s:n esitysmuoto on CCITTtn suosituksen G.711 mukainen kompandoitu pulssikoodimodulaatio. GSM-signaalin esitysmuoto on määritelty ETSI:n GSM-suosituksissa 06.10, joka on jo edempänä esitelty ja 5 suosituksessa 08.60, Remote Control of Transcoders and Rate Adaptors, ETSI. Pelkkä hyötyinformaatiota kuljettava varsinainen RPE-LTP-LPC-koodattu signaali tarvitsee siirtyäkseen 13 kbit/s:n (perusnopeuksinen koodaus) tai noin 6.5 kbit/s:n (puolennopeuden koodaus) kapasiteetin. Tämän 10 lisäksi tarvitaan lisäkapasiteettia 3 kbit/s, (perusnopeuksinen koodaus) tai n. 1.5 kbit/s (puolennopeuden koodaus) , koska tukiasemajärjestelmän BTS ja transkooderin TC välisen siirron onnistuminen edellyttää signaalin kehystämistä sekä eräitä ohjaus- ja valvontatoimintoja. 16 15 kbit/s:n signaali siirretään BTS:n ja TRAU:n välillä purs-keina tai jatkuvana bittivirtana; koska signaalilla on kehystys, siinä voidaan erottaa kehyksiä. Kuviossa on merkitty eri lohkoihin yksittäisen kanavan bittinopeudet.

Kuvio 2 esittää transkoodaus/transdekoodaus-yksik-20 köä TC, joka käsittelee yhden digitaalisen 2048 kbit/s:n tai 1544 kbit/s:n PCM-yhteyden verran liikennekanavia. Liitännät keskukseen MSC ja tukiasemaohjaimeen BSC ovat ohjaus-, valvonta- ja liitäntälohkossa 200. Tällaisen loh-. kon alaisena voi olla yksi tai useampia transkooderiyksi- ’ 25 köitä 201. Kussakin transkooderiyksikössä 201 voi vuorostaan olla yksi tai useampia kanavakohtaisia transkoo-dausyksiköitä TRAU.l 202 ja TRAU.2 203.

Kuvio 3 esittää yksittäisen kanavan transkoodausyk-sikön TRAU:n niitä lohkoja, jotka ovat oleellisia tämän 30 patenttihakemuksen kannalta. Transkoodausyksikkö TRAU on osa TC:tä. Se muuntaa yksittäisen kanavan esitysmuodon PCM:stä GSM:ksi ja päinvastoin. TRAU voi olla ohjelman mukaan toimiva prosessori, ja sillä voi olla hajasaantimuis-tia. TRAU voi olla jaettu sekä myötäsuuntaiseen eli down-35 link lohkoon D ja vastasuuntaiseen eli uplink-lohkoon U.

I · • · 9391 5 6

Lohkot D ja U voivat olla toteutettuna yhdellä yhteisellä prosessorilla tai usealla prosessorilla siten, että kukin prosessori osallistuu sekä lohkon D että lohkon U tehtäviin. Edelleen lohkot voivat olla toteutetut siten, että 5 kumpikin lohko on toteutettu erikseen yhdellä tai useammalla prosessorilla. Seuraavassa selityksessä kirjain D viitenumerossa tarkoittaa myötä- eli down-link-suuntaa ja kirjain U tarkoittaa vasta- eli uplink-suuntaa.

Transkooderissa PSTN:stä tuleva PCM-äänisignaali 10 muunnetaan esimerkiksi ennustavalla koodausmenetelmällä GSM-signaaliksi. Tämä tapahtuu down-link suunnassa lohkossa D. Vastakkaisessa siirtosuunnassa eli uplink-suunnassa, vastaavasti ennustavaan koodausmenetelmään perustuva GSM-äänisignaali muunnetaan PCM-signaaliksi lohkossa U.

15 Kuviossa 3 esitetyn TRAU:n eri lohkojen toiminnot ovat seuraavat. Ekspanderin ED tehtävä on muuntaa 64 kbit/s nopeuksinen PCM-signaali SD1 nopeuteen 104 kbit/s eli SD2:ksi. RPE-LTP-enkooderin 301 tehtävä muuntaa 104 kbit/s nopeuksinen signaali SD3 GSM-signaaliksi SD4. RPE-20 LTP-dekooderin tehtävä on muuntaa GSM-signaali SU1 no peuteen 104 kbit/s eli SU2:ksi. Vastasuunnassa eli lohkossa U toimivan kompanderin KU tehtävä on muuntaa 104 kbit/s nopeuksinen signaali SU3 64 kbit/s nopeuksiseksi PCM-sig-. naaliksi SU4. TRAU-yksikkö liittyy ylemmän tason lohkoon ·· 25 IPD-liitännän kautta, jossa PCM-signaali tulee sisään

TRAU-yksikköön. Edelleen TRAU-yksikkö liittyy ylemmän tason lohkoon IGD-liitännän kautta, jota pitkin GSM-signaali lähtee ulos TRAU-yksiköstä. Edelleen IGU on liitäntä, jossa GSM-signaali tulee sisään TRAU-yksikköön ylemmän tason 30 lohkosta vastasuunnassa, eli uplink-suunnassa. Vastaavasti IPU on liitäntä, jossa PCM-signaali lähtee ulos TRAU-yksi-köstä. Lisäksi keksinnön mukaisessa järjestelmässä on lohkojen tasonvalvonta, jota down-link-suunnassa kuvaa TD ja uplink-suunnassa TU, vastaavat vahvistimet VD ja VU ja 35 puskurit PD ja PU sekä muistipaikat AD, AD', AU, AU', SPD

• I

ii 9391 5 7 ja SPU, jotka voivat sijaita jommassa kuminassa lohkossa tai molemmissa. Tasonvalvontalohkon TD tehtävä on tarkkailla signaalin SD2 amplitudia ja säätää sen perusteella vahvistusarvoa AD' . Tasonvalvontalohkon TU tehtävä on 5 tarkkailla tulevan signaalin SU2 amplitudia ja säätää sen perusteella vahvistusarvoa AU'. Toisaalta signaalin vahvistus voidaan suorittaa ensin ja sitten vasta mitataan signaalin taso ja suoritetaan vahvistuksen säätö. Vahvistimen VD tehtävä on suorittaa signaalin SD2 muokkaus sig-10 naaliksi SD3 siten, että signaali SD3 edustaa halutun suuruiseksi vahvistettua signaalia. Vastaavasti vastasuunnas-sa vahvistimen VU tehtävä on suorittaa signaalin SU2 muokkaus signaaliksi SU3 siten, että signaali SU3 edustaa haluttua vahvistettua signaalia. Puskurin PD tehtävänä on 15 tallettaa linearisoitu 104 kbit/s:n esitysmuodossa olevaa signaalia (SD2, SD3), kunnes se menee RPE-LTP-LPC-enkoode-riin 301. Puskurin PU tehtävänä on tallettaa 104 kbit/s:n esitysmuodossa olevaa signaalia (SU2, SU3), kunnes se menee kompanderiin KU. AD on lohkon D perusvahvistusarvo, 20 joka määritellään TRAU:n käynnistyksen yhteydessä. AU on lohkon U perusvahvistusarvo, joka määritellään TRAU:n käynnistyksen yhteydessä. AU' on lohkon U kullakin hetkellä voimassa oleva vahvistusarvo. Vahvistusarvon AU' asettaa tasonvalvontalohko ja sitä käyttää vahvistin VU. AD' 25 on lohkon D kullakin hetkellä voimassa oleva vahvistusarvo, jonka puolestaan asettaa tasonvalvontalohko ja sitä käyttää vahvistin VD. SPD on lohkon D vahvistuksen säätö-porras, joka määritellään TRAU-yksikön käynnistyksen yhteydessä. SPU on lohkon U vahvistuksen säätöporras, joka 30 määritellään TRAU:n käynnistyksen yhteydessä. LD on lohkon D laskuri, jonka arvoa verrataan raja-arvoon RD. Laskurin LD arvo liittyy siihen, miten paljon on tullut vahvistuksen pienentämistä puoltavia tapahtumia. Laskuri LU on lohkon U laskuri, jonka arvoa verrataan vastaavasti raja-ar-35 voon RU. Laskurin LU arvo liittyy siihen, miten paljon on * • k 8 9391 5 tullut vahvistuksen pienentämistä puoltavia tapahtumia.

Raja-arvo RD on lohkolle D TRAU-yksikön käynnistyksen yhteydessä annettava arvo. Raja-arvo RD toimii siten, että mitä suurempi raja-arvo RD on annettu, niin sitä hitaampaa 5 on vahvistusarvon AD' muuttuminen negatiiviseen suuntaan eli vahvistuksen väheneminen. Tämä tapahtuu vaikka suuri-tasoisia signaaleja tavataankin, mutta mitä enemmän suuri-tasoisia signaaleja tavataan, niin sitä hitaammin pienennetään vahvistusta. RU on lohkolle U TRAU-yksikön käynnis-10 tyksen yhteydessä annettava arvo. Mitä suurempi raja-arvo RU on annettu, sitä hitaampaa on vahvistusarvon AU' muuttuminen negatiiviseen suuntaan, vaikka suuritasoisia signaaleja tavataankin. Sitä nopeammin vahvistusta pienennetään, mitä useammin suuritasoisia signaaleja tavataan. PAD 15 on on lohkon D laskuri, jonka arvoa verrataan apuna olevaan raja-arvoon PHD. Laskurin PAD arvo liittyy siihen, miten paljon on tullut vahvistuksen kasvattamista puoltavia tapahtumia. Laskuri PAU on lohkon U laskuri, jonka arvoa verrataan raja-arvoon PHU. Laskurin PAU arvo liittyy 20 siihen, miten paljon on tullut vahvistuksen kasvattamista puoltavia tapahtumia, eli se on esimerkiksi sitä suurempi, mitä enemmän on vahvistuksen suurentamista puoltavia tapahtumia. PHD on lohkolle D TRAU:n käynnistyksen yhteydessä annettava arvo. Mitä suurempi PHD on annettu, sitä hi-25 taampaa on vahvistusarvon AD' muuttuminen positiiviseen suuntaan, vaikka suuritasoisia signaaleja ei tavatakaan, . eli sitä hitaammin vahvistusta kasvatetaan. PHU on lohkolle U TRAU:n käynnistyksen yhteydessä annettava arvo. Mitä suurempi PHU on annettu, sitä hitaampaa on AD':n muuttumi-30 nen positiiviseen suuntaan, vaikka suuritasoisia signaale ja ei tavatakaan, eli sitä hitaammin vahvistusta kasvatetaan.

64 kbit/s:n nopeuksiset signaalit SD1 ja SU4 koostuvat jonosta näytteitä; näyteväli on 8 kHz ja kukin näyte 35 käsittää 8 bittiä.

9 93915 104 kbit/s nopeuksinen signaali edustaa PCM-signaa-lia, jonka koodaus on lineaarinen signaalin voimakkuuden suhteen. Siis signaalit SD2, SD3, SU2 ja SU3 koostuvat jonosta näytteitä; näyteväli on 8 kHz ja kukin näyte kä-5 sittää 13 bittiä. Näytearvot vaihtelevat 2048 kbit/s:n nopeuksisessa järjestelmässä välillä -4032... +4032 ja 1544 kbit/s:n nopeuksisessa järjestelmässä välillä -8031 ...+8031 (kymmenjärjestelmän lukuja). TRAU:n sisäisessä laskennassa saattaa esiintyä arvoja -4095...+4095 (2048 10 kbit/s) ja -8192...+8192 (1544 kbit/s). Jatkossa merkitään maksimi- ja minimiarvoja +AM ja -AM. AM voidaan valita siten, että se merkitsee kumpaa tahansa: 104 kbit/s:n lineaarisen PCM:n ääriarvoa tai vastaavaa TRAU:n sisäisen laskennan ääriarvoa.

15 Kanava, jossa GSM-signaali ja PCM-signaali siirre tään, voi siirtää varsinaisen puhesignaalin lisäksi mer-kinantosignaaleja, jotka lähetetään digitaalisina merkkikoodeina.

Keksinnön mukaisten tasonsäätömenetelmien 1 ja 2 20 tavoitteena on downlink-suunnassa estää tilanne, jossa signaali SD3 eli RPE-LTP-LPC-enkooderin sisäänmeno on vääristynyt sen johdosta, että signaali SD1 eli PCM-signaali on liian voimakas. Tämä aikaansaadaan sillä, että vahvistin VD tarkkailee signaalin SD2 tai SD3 voimakkuutta. Ja 25 vahvistin VD säätää vahvistusarvoaan perustuen edellä mainittuun tarkkailuun. Tällöin voidaan vahvistusarvoa panna säätämään tasonvalvontaväline TD tai TU. Tasonsäätö toimii siten, että kun tulee liian isoja signaaleja, pienennetään vahvistusta sopivalla arvolla. Eli kun tulee tiheästi 30 useita tapahtumia, jotka kertovat, että signaalin tasot ovat liian korkeita, niin vahvistusta pienennetään edelleen.

Tämä tapahtuu siten, että käytetään laskuria LD. Laskuria lisätään aina kun havaitaan isoja signaaliarvoja, 35 esimerkiksi sellaisia, joissa signaali on peräkkäisissä 9391 5 10 \ näytteissään maksimissaan tai minimissään. Kun LD:n arvo on ylittänyt tietyn raja-arvon RD, vahvistusarvoa AD' pienennetään tietyllä arvolla eli portaalla SPD. Samalla laskuri LD nollataan.

5 Edelleen, kun tasonvalvontavälineen TD suorittama tarkkailu toteaa, että ei ole tiettyyn aikaan ollut liian voimakkaita signaaliarvoja, aletaan vahvistusarvoa taas kasvattaa. Jos kuitenkin kesken kasvattamisen tulee taas voimakkaita signaaleja, vahvistusta pienennetään. Jälleen, 10 kun vahvistusta on tarpeeksi kauan kasvatettu, saavuttaa vahvistus perusvahvistusarvon. Laskuria LD pienennetään siis tietyin väliajoin yhdellä, kunnes se on esimerkiksi 0. Kuitenkin voi olla, että jollakin välillä LD suurenee voimakkaiden signaalien johdosta. Kun LD on 0, kasvatetaan 15 laskuria PAD yhdellä. Kun PAD on ylittänyt arvon PHD, niin silloin kasvatetaan vahvistusta AD' SPD:n verran. Samalla nollataan PAD eli siis PAD:n arvo ilmaisee kuinka kauan LD on ollut nollana, ja kun se on ollut tarpeeksi kauan nollana, se tarkoittaa että vahvistusta pitäisi kasvattaa.

20 Siis laskureita LD ja PAD käyttämällä järjestetään, että vahvistus palautetaan kohti perusarvoaan.

Kun havaitaan, että puhelu on päättynyt, asetetaan vahvistus perusarvoonsa ja nollataan kaikki laskurit, odottamaan uutta puhelua. Siis puhelun päättyessä TU saa-25 viestin lohkolta U, koska lohko U toteaa, että signaali on pelkkiä ykkösiä (häiriötilanne) tai joutotilan signaalia (puhelu päättynyt).

Säätömenetelmien tavoitteena on uplink-suunnassa estää tilanne, jossa signaali SU4 eli PCM-signaali on vää-30 ristynyt sen johdosta, että signaali SU2 eli RPE-LTP-LPC-: * - dekooderin 302 lähtö on voimakas. Tämä aikaansaadaan sil lä, että vahvistin VU tarkkailee signaalin SU2 tai SU3 voimakkuutta ja samalla vahvistin VU säätää vahvistusarvo-aan perustuen edellä mainittuun tarkkailuun, jonka esimer-35 kiksi tasonsäätöväline on suorittanut. Muut yksityiskohdat • li 9391 5 11 ovat kuten downlink-suunnassa.

Menetelmän 2 erot verrattuna menetelmään 1 ovat seuraavat:

Tietyin väliajoin otetaan tarkasteltavaksi PCM-sig-5 naalista tietyn mittainen jakso näytteitä, ja kerrotaan näytearvot vahvistusarvolla AD'. Jos kerrotussa signaalissa esiintyy liian suuria arvoja, katsotaan kuinka paljon liian suuria ne ovat ja muutetaan AD':a pienemmäksi sen mukaan. AD' on näin saatu asetettua arvoon, jossa vääris-10 tyrnistä ei pääse liian paljon läpi. Kun on jouduttu säätämän AD':a pienemmäksi, estetään myös AD':n kasvattamispro-sessin välitön toiminta nollaamalla siihen liittyvä laskuri eli PAD. Siis signaalin SD2 näytteet luetaan sisään ja kerrotaan AD':11a, josta tulee signaali SD2'. Jos liian 15 suuria tasoja esiintyy, muutetaan AD':a, jolloin saadaan uusi SD2'. Kun se on sopiva, AD' on sopivassa arvossa, jolloin SD2' on oikea haluttu signaali. Jos liian suuria tasoja esiintyy, nollataan lisäksi PAD-laskuri, jotta vahvistusta ei turhaan ruvettaisi kasvattamaan juuri nyt kun 20 pienentäminen on tärkeää. Jos tiettyyn aikaan ei ole vahvistusta pienennetty, sitä aletaan palauttaa kohti perus-arvoaan. Eli siis tietyin väliajoin kasvatetaan laskuria PAD. Kun PAD on ylittänyt tietyn arvon (PHD) , on syytä .. kasvattaa vahvistusta, jolloin myös PAD nollataan.

4 25 Menetelmässä 2 puhelun epänormaali tila ja loppumi nen käsitellään kuten menetelmässä 1.

Seuraavassa on esitetty menetelmä 1 ja menetelmä 2 tasojen ohjaamiseen.

Lohkon D tasonvalvontalohko TD toimii seuraavasti, 30 menetelmä 1:

Mikäli AD on negatiivinen eli signaalia vaimentava, AD' = AD, siis AD':n arvoa ei muuteta. Mikäli AD on positiivinen, tasonvalvontaväline TD lukee jokaisen signaalin SD3 näytearvon ja säätää AD':a seuraavasti. Tasaisin vä-35 liajoin tasonvalvontaväline TD säätää laskurin LD arvoa: 12 9391 5 mikäli arvo on vähintään 0, pienennetään sitä yhdellä. Jos näin saatu arvo on suurempi kuin raja-arvo RD, pienennetään AD':a SPD:n verran ja nollataan LD. Jos laskurin LD arvo on 0, kasvatetaan laskuria PAD yhdellä. Jos PAD:n ar-5 vo on vähintään PHD, kasvatetaan vahvistusarvoa AD' SPD:n verran ja nollataan PAD. Jos tasonvalvontaväline TD lukiessaan SD3:n näytettä havaitsee, että SD3:n sen hetkinen näyte ja sitä edeltävä näyte ovat molemmat arvoltaan välillä -AM...+AM tai vain toinen on arvoltaan +AM tai -AM, 10 TD ei tee mitään toimenpiteitä. Jos taas tasonvalvontavä-line TD lukiessaan SD3:n näytettä havaitsee, että SD3:n sen hetkinen näyte ja sitä edeltävä näyte ovat molemmat arvoltaan +AM tai molemmat arvoltaan -AM, se kasvattaa laskuria LD yhdellä. Edelleen tasonvalvontaväline TD pa-15 lauttaa AD':n AD:ksi silloin, kun se saa lohkon U TUrlta tätä tarkoittavan viestin.

Lohkon U tasonvalvontalohko TU toimii seuraavasti, menetelmä 1:

Mikäli AU on negatiivinen eli signaalia vaimentava, 20 AU' = AU, siis AU':n arvoa ei muuteta. Mikäli AU on positiivinen, TU lukee jokaisen signaalin SU3 näytearvon ja säätää vahvistusarvoa AU' seuraavasti. Tasaisin väliajoin tasonvalvontaväline TU säätää laskurin LU arvoa: mikäli arvo on vähintään 0, pienennetään sitä yhdellä. Jos näin 25 saatu arvo on suurempi kuin RU, pienennetään vahvistusarvoa AU' SPU:n verran ja nollataan LU. Jos LU:n arvo on 0, kasvatetaan laskuria PAU yhdellä. Jos PAU:n arvo on vähintään PHU, kasvatetaan AU':a SPU:n verran ja nollataan PAU.

Jos tasonvalvontaväline TU lukiessaan SU3:n näytet-30 tä havaitsee, että SU3:n mitkä tahansa kaksi peräkkäistä ·’ näytettä ovat molemmat arvoltaan välillä -AM...+AM tai vain toinen on arvoltaan +AM tai -AM, TU ei tee mitään toimenpiteitä.

Jos taas tasonvalvontaväline TU lukiessaan SU3:n 35 näytettä havaitsee, että SU3:n mitkä tahansa kaksi peräk- 13 93915 käistä näytettä ovat molemmat arvoltaan +AM tai molemmat arvoltaan -AM, se kasvattaa laskuria LU yhdellä.

Jos signaali SU1 on pelkkää '1'-kuviota vähintään määrätyn ajan - merkki puhelun päättymisestä, TU palauttaa 5 AU':n AU:ksi ja lähettää lohkon D TD:lle viestin pyytäen sitä palauttamaan AD':n arvoon AD.

Lohkon D tasonvalvontalohko TD toimii seuraavasti, menetelmä 2: Mikäli AD on negatiivinen eli signaalia vaimentava, AD' = AD, siis AD':n arvoa ei muuteta. Mikäli 10 vahvistusarvo AD on positiivinen, TD lukee jokaisen signaalin SD2 näytearvon ja säätää käytettävää vahvistusarvoa AD' seuraavasti: Tasaisin väliajoin kasvatetaan laskuria PAD yhdellä. Jos PAD:n arvo on vähintään PHD, kasvatetaan AD':a SPD:n verran ja nollataan PAD. Edelleen tasaisin vä-15 liajoin TD:llä on mahdollisuus säätää AD':n arvoa; tämä säätöjen välisen ajan pituus valitaan 20 ms:ksi tai 20 ms:n monikerraksi, koska RPE-LTP-LPC-signaalia siirtävän kehyksen toistumia taajuus on 20 ms. 20 ms:n aikana käsitellään signaalista SD2 160 näytettä (perusnopeuksinen 20 koodaus). Tasaisin väliajoin TD lukee joukon signaalin SD2' näytteitä. SD2' saadaan siten, että SD2:n näytteet vahvistetaan voimassa olevalla AD':n arvolla. Jos edellä mainituissa SD2':n näytteissä esiintyy maksimin (+AM) ylityksiä tai minimin (-AM) alituksia enemmän kuin tietty 25 määrä, TD säätää AD':tä pienemmäksi. Tämän jälkeen positiiviset näyte-arvot, jotka ovat > +AM muutetaan +AM:ksi ja negatiiviset näytearvot, jotka ovat < -AM, muutetaan -AMrksi ja näin saadut SD2' signaalin näytearvot kopioidaan signaaliksi SD3. Samalla nollataan laskuri PAD. Jos edellä 30 mainituissa SD2':n näytteissä ei esiinny maksimin ylitystä tai minimin alituksia tiettyä määrää enempää, TD ei tee mitään säätöjä. TD palauttaa AD':n AD:ksi silloin, kun se saa lohkon U TU:lta tätä tarkoittavan viestin.

Lohkon U tasonvalvontalohko TU toimii seuraavasti, 35 menetelmä 2: Mikäli AU on negatiivinen eli signaalia vaimentava, AU' = AU, siis AU':n arvoa ei muuteta. Mikäli AU

14 9391 5 on positiivinen, TU lukee jokaisen signaalin SU2 näytear-von ja säätää AU':a seuraavasti: Tasaisin väliajoin kasvatetaan laskuria PAU yhdellä. Jos PAU:n arvo on vähintään PHU, kasvatetaan AU':a SPUsn verran ja nollataan PAU. Ta-5 saisin väliajoin TU:llä on mahdollisuus säätää AU':n arvoa; tämä säätöjen välisen ajan pituus valitaan 20 ms:ksi tai 20 ms:n monikerraksi, koska RPE-LTP-LPC-signaalia siirtävän kehyksen toistumistaajuus on 20 ms. 20 ms:n aikana käsitellään signaalista SU2 160 näytettä. Tasaisin 10 väliajoin TU lukee kaikki 160 x n signaalin SU2' näytettä.

Signaali SU2' saadaan siten, että SU2:n näytteet vahvistetaan voimassaolevalla AU':n arvolla. Jos edellä mainituissa SU2':n näytteissä esiintyy yksi tai useampi maksimin (+AM) ylitys ja/tai minimin (-AM) alitus, tasonvalvontavä-15 line TU säätää AU':n sellaiseksi, että ylitys ja/tai alitus saadaan poistumaan SU2':sta. Tämän jälkeen positiiviset näytearvot, jotka ovat > +AM muutetaan +AM:ksi ja negatiiviset näytearvot, jotka ovat < -AM, muutetaan -AM: ksi. Tämän jälkeen SU2':n arvot kopioidaan signaaliksi 20 SU3. Jos edellä mainituissa SU2:n näytteissä ei esiinny maksimin ylitystä eikä minimin alitusta, TU ei tee mitään säätöjä. Jos SUl on pelkkää '1'-kuviota vähintään määrätyn ajan (merkki epänormaalista tilanteesta) tai pelkkää mää-.· rättyä joutokuviota vähintään määrätyn ajan (merkki puhe- 25 lun päättymisestä) TU palauttaa AU':n AU:ksi sekä lähettää viestin lohkon D TD:lie pyytäen sitä palauttamaan AD' :n AD:ksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksi-30 tyiskohdiltaan voi keksinnön mukainen transkooderi, trans-dekooderi ja menetelmät transkoodausyksikön ja transdekoo-dausyksikön ulostulosignaalin säätämiseksi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka keksintöä onkin edellä selitetty lähinnä matkapuhelinjärjestelmän yhteydessä, 35 voidaan keksintöä käyttää muunkinlaisissa radiopuhelinjär-jestelmissä.

Il

Claims (16)

9391 5 15 Patentt ivaatimukset

1. Digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoo-dausyksikkö (202, 203; kuvio 3) käsittäen, 5 ekspanderiyksikön (ED) kompandoidun digitaalisen datan (SDl) muuttamiseksi lineaariseksi signaaliksi (SD2), puhe-enkooderin (301) linearisoidun signaalin (SD3) koodaamiseksi enkoodattuun muotoon (SD4), vahvistinvälineen (VD) ekspandoidun signaalin (SD2) 10 vahvistamiseksi, tunnettu siitä, että transkoodausyksikkö edelleen käsittää, tasonvalvontavälineen (TD) linearisoidun signaalin (SD2) amplitudin tarkkailemiseksi ja mainitun vahvistinvälineen (VD) ohjaamiseksi siten, että vahvistinvälineen 15 tuottama signaali (SD3) on halutun tasoinen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen transkoodausyksikkö, tunnettu siitä, että yksikkö edelleen käsittää muistivälineen (PD) linearisoidun signaalin (SD2) tallettamiseksi ja syöttämiseksi mainitulle tasonvalvonta- 20 välineelle (TD) sekä vahvistinvälineessä (VD) vahvistetun linearisoidun signaalin (SD3) tallettamiseksi ja lukemiseksi puhe-enkooderiin (301) ja edelleen enkoodatun signaalin (SD4) syöttämiseksi ulos transkooderiyksiköstä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen transkoo-25 dausyksikkö, tunnettu siitä, että mainittu tason- valvontaväline (TD) tarkkailee expanderin (ED) tuottamaa linearisoidun signaalin (SD2) amplitudia ja tarkkailun perusteella säätää vahvistinvälineen (VD) vahvistusarvoa (AD').

4. Digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transde- koodausyksikkö, (202, 203; kuvio 3) käsittäen, puhedekooderin (302) enkoodatun datan (SUl) muuttamiseksi lineaariseen muotoon (SU2), vahvistinvälineen (VU) lineaarisen datan (SU2) vah- * 16 9391 5 vis tautiseksi, kompanderiyksikön (KU) vahvistetun lineaarisen datan (SU3) kompandoimiseksi, tunnettu siitä, että transdekoodausyksikkö edelleen käsittää, 5 tasonvalvontavälineen (TU) linearisoidun signaalin (SU2) amplitudin tarkkailemiseksi ja mainitun vahvistinvä-lineen (VU) ohjaamiseksi siten, että vahvistinvälineen (VU) tuottama signaali (SU3) on halutun tasoinen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen transdekoodausyk-10 sikkö, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää muistivälineen (PU) mainitun puhe-dekoodatun datan (SU2) tallettamiseksi muistiin ja datan lukemiseksi tasonvalvon-tavälineeseen (TU), vahvistetun datan tallettamiseksi ja datan lukemiseksi kompanderiin (KU) ja kompandoidun datan 15 (SU4) tallettamiseksi sekä sen lähettämiseksi transdekoo- deriyksiköstä.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen transdekoodausyksikkö, tunnettu siitä, että mainittu tason-valvontaväline (TU) tarkkailee puhedekooderin tuottamaa 20 linearisoidun signaalin (SU2) amplitudia ja tarkkailun perusteella säätää vahvistinvälineen (VU) vahvistusarvoa (AU').

7. Menetelmä digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän .. transkoodausyksikon (202, 203, kuvio 3) ulostulosignaalin 25 (SD4) säätämiseksi, jossa menetelmässä kompandoitu (SD1) digitaalinen data ekspandoidaan (ED) lineaariseksi signaaliksi (SD2), lineaarinen signaali (SD2) puhe-enkoodataan (301) tunnettu siitä, että menetelmässä 30 linearisoidun signaalin (SD2, SD3) amplitudi mitä- * taan, tämän mittaustuloksen perusteella säädetään (TD) puhe-enkooderiin (301) syötettävän signaalin (SD3) vahvistusta (AD'). fr · 9391 5 17

8. Menetelmä digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transdekoodausyksikön (202, 203, kuvio 3) ulostulosignaalin (SU4) säätämiseksi, jossa menetelmässä enkoodattu (SUl) data puhedekoodataan (302) lineaa-5 riseen muotoon (SU2), lineaarinen data (SU2) vahvistetaan (VU), vahvistettu lineaarinen data (SU3) kompandoidaan (KU), tunnettu siitä, että mitataan (TU) lineaarisen signaalin (SU2, SU3) amp- 10 litudi ja säädetään (TU) linearisoidun datan vahvistusta (AU') tämän mittaustuloksen perusteella.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 lasketaan tapahtumien, joissa linearisoidun signaa lin (SD3, SU3; SD2, SU2) amplitudi ylittää tietyn raja-arvon, lukumäärästä tunnusluku (LD, LU), vähennetään vahvistimen (VD, VU) vahvistusta (AD', AU') halutulla määrällä (SPD, SPU), kun mainittu tunnuslu- 20 ku (LD, LU) ylittää tietyn maksimiarvon (RD, RU) ja asetetaan mainittu tunnusluku (LD, LU) nollaksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähennetään mainittua tunnuslukua (LD, LU) haluttuina aikoina, joiden keskinäinen 25 etäisyys on ennaltamäärätty.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasvatetaan vahvistusta (AD', AU') kun mainittu tunnusluku (LD, LU) on ollut ennalta määrätyn ajan tietyssä arvossa.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen me netelmä, tunnettu siitä, että asetetaan vahvistus (AD', AU') haluttuun perusarvoonsa (AD, AU) puhelun päättyessä, ja nollataan mainittu tunnusluku (LD, LU). 18 9391 5

13. Patenttivaatimuksen 9, 10, 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitusta li-nearisoidusta signaalista (SD2, SU2) otetaan ajallisesti halutun mittainen näytejono, 5 kasvatetaan mainittua tunnuslukua (LD, LU) halu tulla yksiköllä, mikäli näytejonossa kaksi peräkkäistä näytettä ovat halutun raja-arvon suuruisia.

14. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 otetaan näytteiden sarja mainitusta linearisoidusta signaalista (SD2, SU2), kerrotaan mainitut näytteet ennalta määrätyllä vah-vistusarvolla (AD', AU'), tutkitaan vahvistetun signaalin (SD3, SU3) amplitu- 15 dia, pienennetään mainittua vahvistusarvoa (AD', AU') halutulla määrällä, jos vahvistetun signaalin (SD3, SU3) amplitudi on liian suuri.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että suurennetaan mainitun signaalin (SD2, SU2) vahvistusta (AD', AU') halutulla määrällä (SPD, SPU) mikäli vahvistetun tutkitun signaalin (SD3, SU3) amplitudi ei ole ollut liian suuri määrättynä aikana. * 25

16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että puhelun päättyessä asetetaan vahvistus (AD', AU') haluttuun perusarvoonsa (AD, AU). »· · i·· II 9391 5 19