FI98776C - Uuden puhekoodausmenetelmän lisääminen olemassaolevaan tietoliikennejärjestelmään - Google Patents

Description

98776'.

Uuden puhekoodausmenetelmän lisääminen olemassaolevaan tietoliikennejärjestelmään

Keksinnön kohteena on järjestely, jonka avulla puhetta siirtävässä 5 digitaalisessa tietoliikennejärjestelmässä voidaan ottaa käyttöön uusi, kehittyneempi puhekoodausmenetelmä.

Tunnettu menetelmä esimerkiksi käytettävän puhekoodausalgoritmin valitsemiseksi on sopia puhekoodauksesta ja signaloinnista standardin tai muun vastaavan sopimuksen kautta. Olemassaolevaan järjestelmään voidaan 10 sovittaa uusi puhekoodekki (kooderi-dekooderi) jälkikäteen, jos siihen on jotenkin varauduttu. Matkaviestinjärjestelmien alalla ei kuitenkaan tunneta menetelmiä, joilla uusi puhekoodausmenetelmä voitaisiin lisätä olemassaolevaan järjestelmään ilman muutoksia standardiin tai muuhun sopimukseen.

Keksinnön tavoitteena on yllä olevan johdannon perusteella tuottaa 15 menetelmä sellaista signalointia varten, jonka avulla voidaan esimerkiksi ottaa käyttöön uusi puhekoodekki olemassaolevassa tietoliikennejärjestelmässä. Tällä keksinnöllä pyritään ratkaisemaan se ongelma, joka syntyy kun uuden puhekoodekin käyttöönotosta ei ole sovittu eikä ole olemassa signalointime-nettelyä, jolla kommunikoivat lähetin-vastaanottimet voisivat valita käytettävän 20 menetelmän. Tällainen on tilanne esim. GSM:n täyden nopeuden kanavan osalta.

Keksinnön mukaisen menetelmän on siis ratkaistava kaksi erillistä osaongelmaa: (1) Uuden koodekin on toimittava olemassaolevassa kanavas- sa. GSM:n täyden nopeuden kanavan puhekoodausmenetelmän siirtonopeus :'· : 25 on 13 kbit/s. Eräs ratkaisu tähän ongelmaan esitetään suomalaisessa patent- ; tihakemuksessa n:o 943302, nimeltään "Menetelmä ja laitteisto puheen välit- ··· · : tämiseksi tietoliikennejärjestelmässä" (Järvinen et ai.) On siis mahdollista so- vittaa pienempinopeuksinen puhekoodausmenetelmä tähän samaan kana- • » · vaan; ja (2) kun käytössä on kaksi mahdollista puhekoodekkia, niin kuinka .. 30 kaksi kommunikoivaa laitetta valitsevat yhteisesti käytettävän menetelmän? • « :..l' Normaalisti ongelma siis ratkeaa yhteisesti sovitulla signaloinnilla, mutta en- • · · *·* * naita suunnittelemattomissa tapauksissa tämä ei ole mahdollista. Tätä ongel maa selvitetään perusteellisesti suomalaisessa, samana päivänä jätetyssä suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 955266. Viime mainitussa patentti-35 hakemuksessa esitetään myös eräs signalointimenetelmä, jota voidaan käyt- | tää tämän keksinnön yhteydessä.

2 98776'.

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoitteet saavutetaan menetelmillä ja järjestelmillä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Edullisia 5 suoritusmuotoja esitellään epäitsenäisissä vaatimuksissa.

Keksintö perustuu siihen, että käytettävän puhekoodekin valinta tapahtuu lähetin-vastaanottimien välisellä kommunikoinnilla puhekanavan kautta. Menetelmän avulla on mahdollista ottaa esimerkiksi GSM-10 järjestelmässä käyttöön valmistajakohtainen parempilaatuinen puhekoodekki siten, että tämä puhekoodekki on käytössä ainoastaan silloin kun tietyn valmistajan laitteet kommunikoivat keskenään. Kun nämä laitteet kommunikoivat muiden valmistajien laitteiden kanssa, niin käytössä on GSM-järjestelmän standardin mukainen puhekoodekki.

15 Keksinnön mukainen menettely toimii seuraavasti. Oletetaan, että molempiin kommunikoiviin laitteisiin on asennettu sekä "vanha" (kaikille tunnettu) että "uusi" (uusille laitteille tunnettu) puhekoodausmenetelmä. Jokaisen puheyhteyden alussa käytetään vanhaa puhekoodausmenetelmää, koska ei voida olla varmoja siitä, onko toisen pään laitteeseen toteutettu uutta mene-20 telmää lainkaan. Kanavanvaihtotilanne vastaa yhteyden alkua, sillä verkon lähetin-vastaanotin voi sen yhteydessä vaihtua. Yllä mainitun, samana päivänä jätetyn patenttihakemuksen (Haavisto) mukaisella viestinvälitysmenetel-mällä rakennetaan lähetin-vastaanottimien välille dialogi, jolla selvitetään onko molemmissa laitteissa käytössä uusi puhekoodausmenetelmä. Jos on, niin ; 25 siirrytään käyttämään sitä.

• · · • · · • · · · : Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän etuna on, että uusi • · · · puhekoodausmenetelmä voidaan ottaa käyttöön siten, että järjestelmässä aiemmin käytössä olleet laitteet voivat edelleen toimia käyttäen vanhaa Puheja 30 koodausmenetelmää. Tämä etu saavutetaan siten, että "vanhan" tyyppinen vastaanotin, joka ei osaa tulkita viesteiksi tarkoitettuja bittikuvioita, käsittelee • · « *·’ * ne aivan kuten normaalit puhekehykset. Koska viestejä vastaavien puheke- hysten amplitudi on nolla, viestit tuottavat puheeseen vain 20 millisekunnin tauon, joka ei ilman huolellisia, toistettuja vertailutestejä ole korvin kuultavis-35 sa.

98776'.

3

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheiseen piirrokseen, jolloin:

Kuvio 1 esittää esittää tietoliikennejärjestelmän keksinnön kannalta oleellisia osia; ja 5 Kuvio 2 esittää esimerkinomaista kättelyä kahden lähetin- vastaanottimen välillä.

Uusi puhekoodekki voidaan lisätä olemassaolemaan tietoliikennejärjestelmään, jolloin käytettävissä on siis järjestelmässä normaalisti käytettävän 10 puhekoodausmenetelmän lisäksi toinen kehittyneempi puhekoodausmene-telmä. Tämä menetelmä voi olla sinänsä tunnettu. Tätä kehittyneempää menetelmää voidaan käyttää olemassa olevan järjestelmän kanavassa suomalaisen patenttihakemuksen 943302 (Järvinen et ai.) mukaisella menetelmällä. Jos tämä kehittyneempi puhekoodekki toimii samalla siirtonopeudella kuin 15 järjestelmässä jo aiemmin käytössä ollut koodekki, niin patenttihakemuksen 943302 (Järvinen et ai.) mukaista menetelmää ei tarvitse käyttää.

Ongelmana on siis käytettävän puhekoodekin valinta siten, että järjestelmässä toimivat edelleen myös sellaiset lähetin-vastaanottimet, joissa ei ole toteutettu toista kehittyneempää puhekoodausmenetelmää.

20 Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen lähetin-vastaanottimen 100 oleellisia osia. Keksinnön mukainen järjestely toimii kahden tällaisen lähetin-vastaanottimen välillä.

: *·' Siirrettävä puhesignaali 102 ohjataan kytkimen 104 kautta jommalle . ·. kummalle kahdesta mahdollisesta puhe-enkooderista. Puhe-enkooderi 1 | 25 (106) on "vanhan" puhekoodausalgoritmin ja puhe-enkooderi 2 (108) "uuden" : puhekoodausalgoritmin mukainen puhe-enkooderi. Puheyhteyden alussa kyt- : f: kimenohjauslogiikka 120 ohjaa tulevan signaalin 102 aina puhe-enkooderille 1 • ·· « (106). Puhe-enkooderilta 1 puhekoodausbitit siirretään yllä mainitun, samoin siirretyn patenttihakemuksen (Haavisto) mukaiselle viestienkooderille 110.

... 30 Tämä yrittää menetelmässä sovitun käytännön mukaisesti luoda signalointiyh- *... teyden toiseen vastaavaan (ei-näytettyyn) lähetin-vastaanottimeen 100’. käy- • · · täntö voi olla hyvin monenlainen. Yksinkertaisimmillaan viestienkooderi 110 lähettää sovitun koodisanan puhekoodausbittien joukossa ilmoitukseksi toiselle kommunikoivalle laitteelle. Monimutkaisempaan, mutta luotettavampaan 35 käytäntöön kuuluu useampi lähetin-vastaanottimien 100 välillä lähetettävä viesti, minkä vuoksi lähetin-vastaanottimen viestienkooderin 110 ja viestide-'···’ kooderin 130 täytyy olla yhteydessä toisiinsa. Yksinkertaisessa menettelyssä 4 98776' lähetettävä ilmoitus on merkkinä siitä, että laitteet 100 ja 100’ kykenevät käyttämään uutta kehittyneempää puhekoodausmenetelmää. Jos lähetin-vastaanotin 100 saa samanlaisen ilmoituksen toiselta kommunikoivalta osapuolelta 100', niin yhteydessä siirrytään käyttämään uutta puhekoodausmene-5 telmää.

Puhekoodausbitit ja mahdolliset viestibitit viedään kanavaan 112 kytkimen 114 kautta. Kytkimen 114 asento ohjataan yhdenmukaiseksi kytkimen 104 asennon kanssa.

Jos signalointikäytäntö on suoritettu onnistuneesti ja molemmat 10 kommunikoivat laitteet kykenevät käyttämään uutta puhekoodausmenetelmää, niin kytkimen 104 asento käännetään ohjaamaan tuleva puhesignaali 102 puhe-enkooderille 2 (108), josta puhekoodausbitit siirretään suoraan kytkimen 114 kautta kanavaan 112. Puhe-enkooderia 1 (106) siis käytetään aina yhteyden alussa, kun ei vielä ole lähetin-vastaanottimien välillä sovittu siirty-15 misestä uuden puhekoodausmenetelmän käyttöön. Kun signalointi on toiminut siirrytään käyttämään uutta puhekoodausmenetelmää.

Lähetin-vastaanottimen vastaanotin (122 - 132) saa tulevat puhekoodausbitit kanavan 132 ja kytkimen 134 kautta. Jos uuden puhekoodausmenetelmän käytöstä ei vielä ole signaloinnilla sovittu, niin kytkin 134 johtaa 20 signaalin viestidekooderille 130. Tämä tutkii, onko vastaanotetuissa biteissä käytännön mukaisia viestejä, joiden avulla siirryttäisiin uuden puhekoodausal-goritmin käyttöön. Viestidekooderilta 130 puhekoodausbitit viedään puhede-kooderille 1 (126), joka vastaa käänteisesti puhe-enkooderia 1 (106). Puhe-dekooderin syntesoima puhe 122 viedään kuultavaksi kytkimen 124 kautta. 25 Jos uusi puhekoodausalgoritmi on käytössä, niin kanavalta 132 saadut bitit : viedään kytkimen 134 kautta puhedekooderille 2 (128), jonka syntesoima pu- • 4« · s he 122 viedään kuultavaksi kytkimen 124 kautta.

Kytkimiä 104, 114... ohjaa kytkimenohjauslogiikka 150. Kytkimet asetetaan käyttämään puhekoodausalgoritmia 2 (uusi menetelmä) aina kun .. 30 viestikoodauksella on vahvistettu, että molemmissa kommunikoivissa laitteis- ♦ · ·.// sa on toteutettu tämä uusi menetelmä. Kytkimenohjaukselle 150 tuodaan tieto • · · *·* * 152 aina uuden yhteyden alkaessa ja kanavanvaihdon jälkeen, että on siirryt tävä käyttämään vanhaa puhekoodausalgoritmia, kunnes signaloinnilla on mahdollisesti vahvistettu, että voidaan käyttää uutta puhekoodausta.

Viitaten kuvioon 2, selostetaan seuraavaksi eräs esimerkki yksityiskohtaiseksi kättelyksi kahden kuvion 1 mukaisen lähetin-vastaanottimen 100 35 98776; 5 ja 100' välillä. Lähetin-vastaanottimista ensimmäinen on esimerkiksi matkaviestin MS ja verkko NSS (Network Subsystem). Kuvion 2 yhteydessä käytetään seuraavia merkintöjä. "Vanha" koodekki tarkoittaa yleispätevää koodek-kia, jonka varmasti tiedetään olevan molemmissa kommunikoivissa laitteissa.

5 "Uusi" koodekki on vastaavasti kehittyneempi koodekki, jonka olemassaolo yhteyden toisessa päässä halutaan selvittää. "NIF-sekvenssi" (New codec Identification Frame) on puhekehysten sekvenssi, jonka lähettäjä ilmoittaa tukevansa uutta koodekkia. "CIF-sekvenssi" (Cancel handshake Identification Frame) on puhekehysten sekvenssi, jonka lähettäjä ilmoittaa peruuttavansa 10 kättelyn, jolloin kommunikoivat laitteet palaavat "vanhan" koodekin käyttöön. Hetki TO tarkoittaa kättelyprosessin alkuhetkeä, eli hetkeä, jolloin matkaviestin MS lähettää NIF-sekvenssin ensimmäisen kehyksen. Aikajakso T1 on kesto puhelun alussa ja kanavanvaihdon jälkeen, jona aikana verkko NSS odottaa ensimmäistä NIF-sekvenssiä matkaviestimeltä. "OSF" ja "NSF" ovat vastaa-15 vasti "vanhan" ja "uuden" koodekin mukaisia puhekehyksiä (Old Speech Frame - New Speech Frame).

NIF- ja CIF-sekvenssejä sisältävät puhekehykset ovat tavallisia "vanhan" koodekin mukaisia puhekehyksiä, joissa tietyt, ennaltamäärätyt bitit on asetettu ennaltamäärättyjen bittikuvioiden mukaisiksi. Edullisia bittikuvioita 20 käsitellään myöhemmin. NIF- ja CIF-sekvenssit tulisi suunnitella siten, että sekvenssien vaikutus puheen laatuun on mahdollisimman pieni. Kuitenkin sekvenssit on voitava havaita mahdollisimman luotettavasti. Suoritetuissa kokeissa on edullisimmaksi kompromissiksi osoittautunut tekniikka, jossa NIF- ja CIF-sekvenssit hajautetaan viiden puhekehyksen ajalle siten, että sekvenssi-25 en bittikuviot sijoitetaan ensimmäiseen, kolmanteen ja viidenteen puhekehyk-: seen. Sekvenssin toista ja neljättä puhekehystä ei mitenkään muuteta. Viiden t puhekehyksen yhteenlaskettu pituus on 100 ms. Koko sekvenssin tuhoutumi- ·«· « nen on tällöin äärimmäisen epätodennäköistä niissä oloissa, joissa radioyhteyttä yleensä voidaan ylläpitää.

:,m 30 Jakso T1 tulee valita niin, että hetkellä TO enkoodattu puhekehys on varmasti vastaanotettu verkossa NSS jakson T1 kuluessa.

• · · *\ * Kättely alkaa hetkellä TO, jolloin matkaviestin MS lähettää seuraavan sekvenssin: NIF1 OSF NIF2 OSF NIF3, jossa siis viidestä puhekehyksestä kolmen bittikuvioita on vääristetty kättelyn toteuttamiseksi.

35 Jos kättely joudutaan keskeyttämään, tämä tapahtuu vastaavasti sekvenssillä: CIF1 OSF CIF2 OSF CIF3.

98776' 6

Seuraavaksi esitetään eräs mahdollinen bittikuvioiden joukko NIFn-ja CIFn-sekvensseille. Tällaisia bittikuvioita on käsitelty laajasti yllä mainitussa, samana päivänä jätetyssä suomalaisessa patenttihakemuksessa. Tiivistetysti voidaan sanoa, että sovellettaessa keksintöä GSM-järjestelmään, näiden 5 puhekehyksien Block amplitude -bitit on asetettu nolliksi ja kanavakoodauksella suojatut 95 RPE-bittiä on valittu niin, että eri bittikuvioiden keskinäinen Hamming-etäisyys on mahdollisimman suuri.

Bittikuvioiden keskinäinen Hamming-etäisyys voidaan maksimoida esimerkiksi seuraavalla valinnalla. NIF1-kehyksen 95 RPE-bittiä valitaan sa-10 tunnaisesti. Näiden bittien ei kuitenkaan tulisi muodostaa täysin säännöllistä 10101-kuviota. Tällaisen kuvion tapauksessa yhden bitin ajallinen siirtymä tuottaisi jonkin toisen samaan joukkoon kuuluvan koodisanan. NIF2-kehys muodostetaan NIF1:stä kääntämällä (looginen El) kaikki bitit paitsi joka kolmas. Siis bitit 1 ja 2 käännetään, mutta bittiä 3 ei, jne. NIF3 muodostetaan 15 vastaavasti NIF1:stä kääntämällä esimerkiksi bitit 1, 4, 7 jne. Tämä proseduuri tuottaa kolme koodisanaa, joiden Hamming-etäisyys on 63 bittiä.

CIF-sekvenssit voidaan muodostaa siten, että CIF1 muodostetaan kääntämällä NIF1:n kaikki bitit. CIF2 ja CIF3 muodostetaan CIF1 samoin kuin NIF2 ja NIF3 muodostettiin NIF1:stä. Näin muodostetut NIF1 - NIF3 ja CIF1 -20 CIF3 muodostavat kuuden koodisanan joukon, jonka joukon puitteissa koodi-sanat poikkeavat toisistaan mahdollisimman paljon, eli niiden Hamming-etäisyys on mahdollisimman suuri. Sovellettaessa keksintöä järjestelmään, jossa koodisanoja tarvitaan erilainen määrä, kuten 2N kpl, käytetään yllä esitettyä proseduuria siten, että joka kolmannen bitin sijasta käytetään joka N.ttä 25 bittiä.

: Seuraavaksi kuvataan kokonaan esimerkinomainen kättely puhe- • · · , A koodekkia vaihdettaessa, jolloin viitataan kuvioon 2. Kättely tapahtuu esimer- . kiksi seuraavissa vaiheissa. Hetkellä TO matkaviestin MS lähettää ensimmäi-

« I

sen viiden kehyksen NIF-sekvenssin NIF_MS1. Verkko NSS tunnistaa tämän 30 sekvenssin ja vastaa lähettämällä samanlaisen NIF-sekvenssin NIF NS1. Matkaviestin MS tunnistaa tämän vastauksen. Nyt on todettu, että molemmat « » t *·* * kommunikoivat laitteet voivat käyttää "uutta" koodekkia. Tämän jälkeen on tahdistettava koodekkien vaihto molempiin suuntiin, jotta vastaanottava osapuoli käyttäisi kullekin puhekehykselle tarkoitettua dekoodausalgoritmia.

35 Täsmälleen NW (odotusten määrä, Number of Wait) kehystä en simmäisen NIF_MS1 -kehyksen jälkeen matkaviestin MS lähettää toisen NIF-sekvenssin NIF_MS2 ja siirtyy välittömästi käyttämään uutta koodekkia. Huo- 98776'.

7 mattakoon, että jos ongelmia ei esiinny, tämä toinen NIF-sekvenssi NIF_MS2 on tarpeeton, sillä muutenkin tiedetään tarkka kehysten määrä NIF_MS1:n ja ensimmäisen uudella koodekilla koodatun puhekehyksen välillä. Verkko NSS odottaa samoin NW kehystä lähetettyään NIF_NS1-sekvenssin, minkä jälkeen 5 se lähettää toisen NIF -sekvenssin (NIF_NS1) ja siirtyy käyttämään uutta koodekkia.

Tämä kättely on toistettava uuden puhelun alussa ja jokaisen kanavanvaihdon yhteydessä. Uuden puhelun alussa tapahtuva kättely on yksikäsitteisen selkeä, sillä molemmat osapuolet aloittavat yhteyden "vanhalla" koo-10 dekilla. Kanavanvaihto on jonkin verran mutkikkaampi. Uutta koodekkia käytettäessä on molempien osapuolten vaihdettava vanhaan koodekkiin. Vaihto on tahdistettava siten, että viimeinen puhekehys, joka lähetetään kanavanvaihtoa edeltäneelle koodekille, koodataan "uudella" koodekilla ja ensimmäinen kanavanvaihtoa seuraavalle koodekille, koodataan "vanhalla" koodekille. 15 Tällöin "vanhalla" ja "uudella" koodekilla tarkoitetaan edelleen yleispätevää ja vastaavasti kehittyneempää koodekkia, eikä siis sitä eroa, joka vallitsee kanavanvaihtoa edeltävän ja sitä seuraavan tilanteen välillä.

Yllä on kuvattu tilanne, jossa yhteyden molemmat osapuolet ovat keksinnön kannalta "uutta" tyyppiä eli sisältävät "vanhan" ja "uuden" koodekin. 20 Jos matkaviestin on "vanhaa" tyyppiä, ei mitään kättelyä tapahdu, olipa verkko NSS kumpaa tyyppiä tahansa. Jos sen sijaan matkaviestin MS on "uutta" tyyppiä, mutta verkko NSS "vanhaa", niin matkaviestin MS lähettää NIF- : sekvenssin verkolle NSS. Koska verkko ei lähetä vastausta NW:n kehyksen kuluessa (NW on esimerkiksi 15), matkaviestin MS lähettää kättelyn peruutta- :*· : 25 van CIF-sekvenssin.

• · : Matkaviestimen MS kättelyalgoritmi voidaan kuvata seuraavasti: : 1. tietyllä hetkellä TO lähetetään NIF-sekvenssi (NIF_MS1); • · · · 2. valvotaan NW:n kehyksen ajan, vastaako verkko NIF-sekvenssillä (NIF_NS1); .. 30 3. vasteena sille, että verkko ei vastaa NIF-sekvenssillä, lähetetään CIF-sekvenssi täsmälleen NW kehystä matkaviestimen NIF-sekvenssin vii- • · · ’ meisen kehyksen jälkeen; ja vasteena sille, että verkko vastaa NIF- sekvenssillä, lähetetään toinen NIF-sekvenssi täsmälleen NW kehystä matka-‘: viestimen NIF-sekvenssin viimeisen kehyksen jälkeen; ‘. 35 4. tulkitaan kehys, joka vastaanotettiin verkosta täsmälleen NW ke hystä NIF_NS1 :n jälkeen joko CIF- tai NIF_NS2-sekvenssiksi; 8 98776'.

5. vasteena sille, että kehys tulkittiin CIF-sekvenssiksi, lähetetään CIF-sekvenssi täsmälleen NW kehystä matkaviestimen toisen NIF-sekvenssin viimeisen kehyksen jälkeen ja jatketaan "vanhan" koodekin käyttöä; ja vasteena sille, että kehys tulkittiin NIF_NS2-sekvenssiksi, siirrytään käyttämään 5 uutta koodekkia.

Vastaavasti verkon puolelta kättely voidaan kuvata seuraavasti: 1. odotetaan jakso T1 tai kunnes havaitaan matkaviestimen lähettämä NIF-sekvenssi (NIF_MS1); 2. Vasteena sille, että jakson T1 kuluessa ei havaita NIF-sekvenssiä, 10 lopetetaan kättely; ja vasteena sille, että NIF-sekvenssi havaitaan, lähetetään ensimmäinen verkon NIF-sekvenssi (NIF_NS2).

3. tulkitaan kehys, joka vastaanotettiin matkaviestimeltä täsmälleen NW kehystä NIF_NS1 :n jälkeen joko CIF- tai NIF_MS2-sekvenssiksi; 4. vasteena sille, että kehys tulkittiin CIF-sekvenssiksi, lähetetään 15 CIF-sekvenssi täsmälleen NW kehystä verkon ensimmäisen NIF-sekvenssin viimeisen kehyksen jälkeen ja jatketaan "vanhan" koodekin käyttöä; ja vasteena sille, että kehys tulkittiin NIF_MS2-sekvenssiksi, lähetetään toinen NIF-sekvenssi (NIF_NS2) täsmälleen NW kehystä verkon ensimmäisen NIF-sekvenssin viimeisen kehyksen jälkeen ja siirrytään käyttämään uutta koo-20 dekkia; 5. tulkitaan kehys, joka vastaanotettiin matkaviestimeltä täsmälleen NW kehystä NIF_MS2:n jälkeen joko CIF-sekvenssiksi tai normaaliksi puhe- : ‘ kehykseksi; v 6. Vasteena sille, että kehys tulkittiin CIF-sekvenssiksi, palataan vä- 25 littömästi käyttämään vanhaa koodekkia.

·.· · Seuraavaksi kuvataan tämän kättelyn vaikutusta normaaliin keskus- : teluun. Jos matkaviestin on "uusi", mutta verkko on "vanha", niin matkaviestin • · · · lähettää ensin NIF-sekvenssin ja NW kehystä myöhemmin CIF-sekvenssin.

«

Verkko vastaanottaa tällöin kaksi kertaa kolme huonoa puhekehystä 0,3 se- :·. 30 kunnin välein. Koska Block amplitude -parametrit ovat nollia, näiden kehysten • · · ’·... vaikutus ei ole korvin kuultavissa ilman huolellisesti toistettuja vertailutestejä.

• · · \ Simuloitu koe, jossa matkaviestin toistaa kanavanvaihtoon liittyvää kättelyä kahden sekunnin välein, heikentää puheen laatua jonkin verran, mutta ei ratkaisevasti.

35 Tapauksessa, jossa molemmat osapuolet ovat "uusia" lähetetään kumpaankin suuntaan kaksi NIF-sekvenssiä. Vaikutus puheen laatuun on sama kuin edellisessä tapauksessa. Vaikutusta voidaan kuitenkin vähentää 98776; 9 käyttämällä huonojen kehysten korvaustekniikkaa, jolloin viitataan yllä mainittuun, samana päivänä jätettyyn suomalaiseen patenttihakemukseen ja erityisesti sen kuvioon 6 selityksineen.

Seuraavaksi tarkastellaan optimaalista toleranssia NIF- ja CIF-5 sekvenssien tunnistamiseksi. Koska nämä sekvenssit tunnistetaan käyttäen kanavakoodauksella suojattuja bittejä, on hyvin todennäköistä, että ne voidaan vastaanottaa virheittä. Tähän ei kuitenkaan voida luottaa, vaan on syytä määritellä jokin sallittu virheellisten bittien määrä. Jos toleranssi on liian pieni, voi jokin sekvenssi jäädä tunnistamatta. Liian suuri toleranssi taas voi aiheut-10 taa, että jokin normaali puhekehys tunnistetaan erehdyksessä kättelysek-venssiksi. Sopiva kompromissi on esimerkiksi 5 virheellistä bittiä. Tällä toleranssilla mikä tahansa kolmesta kehyksestä NIF1 - NIF3 (tai vastaavasti CIF1 - CIF3) tunnistetaan 99,8 prosentin todennäköisyydellä niinkin huonoissa oloissa, että virheellisten bittien osuus on 1 % vielä kanavakoodauksen jäl-15 keenkin. Teoreettisesti laskien todennäköisyys kaikkien kolmen sekvenssin kadottamiselle olisi 10'30.

Kun ensimmäiset NIF-sekvenssit on vastaanotettu, on seuraavien sekvenssien tunnistaminen huomattavasti helpompaa. Riittää, että NIF- ja CIF-sekvenssit erotetaan toisistaan. Koska nämä bitit eroavat toisistaan vä-20 hintään 60 bitin osalta, erottaminen voi tapahtua, kunhan vain virheellisten bittien osuus kanavakoodauksen jälkeen on alle 50 %.

Tulisi ymmärtää, että keksinnön suoritusmuodot kuvioineen ja selityksineen ovat kaikissa suhteissa havainnollistavia eikä rajoittavia. Esimerkiksi ·' kuvion 1 yhteydessä selostetut kytkimet ovat vain yksi mahdollinen toteutus.

:. ’ i 25 Vaihtoehtoisesti signaalit voidaan viedä kummallekin enkooderille ja vastaa-·.: * vasti dekooderille, joihin liittyy aktivointiotto. Tässä tapauksessa kytkimen oh- j'.*: jauslogiikka toimisi siten, että "vanhaa" tai "uutta" koodekkia valittaessa tar- peellinen koodekki aktivoidaan ja jäljellä oleva vastaavasti passivoidaan.

•

Selkeän käytännön sovelluksen esittämiseksi keksintö on esimerkin- 30 omaisesti selostettu GSM-järjestelmän puhekoodekin valinnan yhteydessä.

/:·. Keksintö ei luonnollisestikaan rajoitu tähän, vaan sitä voidaan soveltaa mui- • · · hinkin vastaaviin tietoliikennejärjestelmiin ja GSM-järjestelmässä muihinkin toimintoihin kuin puhekoodekin valitsemiseen. Esimerkiksi telefaksitoimintojen yleistyessä matkaviestinten yhteydessä kaksi lähetin-vastaanotinta voivat so-35 pia käytettävästä telefaksikäytännöstä tämän keksinnön mukaisella kättelyllä. Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot ei- 10 98776'.

vät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

• · · • · · • · « · • t » • · 1 • · · · • «· • · <· • · <· • · • · • · · · · • « · • · ·

Claims (16)

1. Menetelmä ensimmäisen (106, 126) tai toisen (108, 128) puhe-koodekin valitsemiseksi tietoliikennejärjestelmän ensimmäisen (100) ja toisen (1001) lähetin-vastaanottimen välillä, menetelmän ollessa tunnettu siitä, 5 että: - yhteyden alussa molemmat lähetin-vastaanottimet (100, 100’) käyttävät ensimmäistä koodekkia (106,126); - yhteyden muodostuksen jälkeen ensimmäinen lähetin-vastaanotin (100) lähettää toiselle lähetin-vastaanottimelle (1001) puhekehykseen sisälly- 10 tetyn viestin, jolla ensimmäinen lähetin-vastaanotin (100) tiedustelee, voiko toinen lähetin-vastaanotin (1001) käyttää toista puhekoodekkia (108, 128); - vasteena ensimmäisen lähetin-vastaanottimen (100) lähettämään viestiin, toinen lähetin-vastaanotin (100’) lähettää ensimmäiselle lähetin-vastaanottimelle (100) puhekehykseen sisällytetyn viestin, jossa se kertoo 15 voivansa käyttää toista puhekoodekkia (108, 128), minkä jälkeen toinen lähetin-vastaanotin (100') siirtyy käyttämään toista puhekoodekkia (108,128); ja - vasteena toisen lähetin-vastaanottimen (100') lähettämään viestiin, ensimmäinen lähetin-vastaanotin (100) siirtyy käyttämään toista puhekoodekkia (108, 128).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että kanavanvaihdon yhteydessä molemmat lähetin-vastaanottimet (100, 100') palaavat käyttämään ensimmäistä puhekoodekkia (106, 126).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- : tä, että: • · · · 25. ensimmäisen (100) ja toisen (100') lähetin-vastaanottimen väliset • · · I .·". viestit ovat digitaalisen matkaviestinjärjestelmän puhekehyksissä lähetettäviä ennaltamäärättyjä bittijoukkoja, joiden lukumäärä on mahdollisten bittijoukko- ... jen kokonaismäärään nähden pieni, edullisesti suuruusluokassa 10; ja *... - bittijoukot on muodostettu siten, että viestiä vastaavan puheke- ♦ · · * 30 hyksen äänenvoimakkuus on oleellisesti nolla ja puhekehyksen jäljellä ole vista biteistä ainakin osa jaetaan eri viesteille siten, että viestien välinen Hamming-etäisyys on mahdollisimman suuri. « | « 12 98776'.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhekehys tulkitaan viestiksi, jos sen äänenvoimakkuus on oleellisesti nolla ja puhekehyksen jokin muu osa poikkeaa viestiin liittyvästä ennaltamäärätystä 5 bittijoukosta korkeintaan ennaltamäärätyn kynnysarvon, edullisesti viiden bitin verran.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään GSM-järjestelmän täyden nopeuden puhekoodauksen 10 yhteydessä ja: - vastaanotetun puhekehyksen amplitudi minimoidaan asettamalla lähetettävän puhekehyksen Block amplitude -parametrit oleellisesti nolliksi; ja - viestiä vastaava bittijoukko asetetaan puhekehyksen RPE-parametrejä vastaaviin bitteihin. 15

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanottimien (MS, NSS) väliset viestit on jaettu useaksi, edullisesti kolmeksi osaviestiksi (NIF_MSn, NIF_NSn), joista tietyn alijoukon, edullisesti yhden osaviestin, onnistunut vastaanotto tulkitaan koko viestin onnistuneeksi 20 vastaanotoksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osaviestien (NIF_MSn, NIF_NSn) välissä lähetetään ainakin yksi tavallinen puhekehys. 25 · 9. Laitteisto ensimmäisen (106, 126) tai toisen (108, 128) puhekoo- *βϊ*ϊ dekin valitsemiseksi tietoliikennejärjestelmän ensimmäisessä lähetin- vastaanottaessa (100) ja toisessa lähetin-vastaanottimessa (100'), laitteiston ollessa tunnettu siitä, että se käsittää: i'. m 30 - välineet puheyhteyden muodostamiseksi ensimmäistä koodekkia käyttäen (106, 126) kautta yhteyden alussa; • · · - välineet (110, 130, 150) viestimään toiselle lähetin-vastaanottimelle (100') kysymys, voiko toinen lähetin-vastaanotin (100') käyttää toista puhe-koodekkia (108, 128), ja välineet toisen lähetin-vastaanottimen lähettämän 35 vastauksen vastaanottamiseksi; sekä 98776'. 13 - toisen lähetin-vastaanottimen (100') myönteiselle vastaukselle vasteelliset välineet (1n4, 150) puheyhteyden jatkamiseksi toista puhekoo-dekkia (108, 128) käyttäen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että: - ensimmäisen (100) ja toisen (100’) lähetin-vastaanottimen väliset viestit ovat digitaalisen matkaviestinjärjestelmän puhekehyksissä lähetettäviä ennaltamäärättyjä bittijoukkoja, joiden lukumäärä on mahdollisten bittijoukko-jen kokonaismäärään nähden pieni, edullisesti suuruusluokassa 10; ja 10. bittijoukot on muodostettu siten, että viestiä vastaavan puhekehyk- sen äänenvoimakkuus on mahdollisimman pieni ja puhekehyksen jäljellä olevat bitit jaetaan eri viesteille siten, että viestien välinen Hamming-etäisyys on mahdollisimman suuri.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoa käytetään GSM-järjestelmän täyden nopeuden puhekoodauksen yhteydessä ja äänenvoimakkuus on minimoitu siten, että puhekehyksen Block Amplitude -parametrit ovat oleellisesti nollia.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lähetin-vastaanottimien (MS, NSS) väliset viestit on jaettu useaksi, edullisesti kolmeksi osaviestiksi (NIF_MSn, NIF_NSn) ja laitteisto on järjestetty tulkitsemaan tietyn alijoukon, edullisesti yhden osaviestin, onnistunut vastaanotto koko viestin onnistuneeksi vastaanotoksi. 25 : 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että s:‘: laitteisto on järjestetty lähettämään osaviestien (NIF_MSn, NIF_NSn) välissä ainakin yksi tavallinen puhekehys. • :·. 30 14. GSM-järjestelmän puhekehyssignaali, tunnettu siitä, että vies- tien lähettämiseksi puhekanavalla viestin lähetyshetkeä vastaavan puheke- • · · *. hyksen Block amplitude -parametrit ovat oleellisesti nollia, mutta RPE- parametrit eivät ole nollia.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen puhekehyssignaali, tunnettu siitä, että häiriönsiedon parantamiseksi puhekehyksen Block amplitude -parametrit ovat nollia ja RPE-parametrit nollasta poikkeavia bittijoukkoja, si- 14 98776'. ten että kutakin viestiä vastaa erilainen bittijoukko ja bittijoukkojen välinen Hamming-etäisyys on mahdollisimman suuri

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen puhekehyssignaali, tunnettu 5 siitä, että häiriönsiedon parantamiseksi: - muutamasta, edullisesti viidestä puhekehyksestä, tietyn alijoukon, edullisesti kolmen puhekehyksen Block amplitude -parametrit ovat nollia ja RPE-parametrit nollasta poikkeavia bittijoukkoja; ja - näin muutettujen puhekehysten välissä on pieni määrä, edullisesti 10 yksi normaali puhekehys. « · e • · ♦ ♦ ·· · • ♦ ♦ r ♦ ♦ ♦ «« * * ♦♦ f * * * ♦ · ·♦ » « * ·♦ • · ♦ « ♦ · • « · « 98776' 15