【発明の詳細な説明】
トランスコーディング変更の先行表示を含むデジタルデータ通信の方法および装
置技術分野
本発明は、固定長時間フレーム内のタイムスロットにおけるデジタルデータ伝
送に関し、特に、時分割多重／時分割多元接続(TDM/TDMA)式デジタル電話通信に
関する。背景技術
国際出願第WO96/08934号に記述された如く、公知のTDM/TDMA通信システムは最
初に、適応差動パルス符号変調(ADPCM)式変調体系により符号化された単一タイ
ムスロット／フレーム(単一“ベアラ”)を用いて32キロビット／秒(kbps)で全て
の回線接続(call connection)を確立する。これは音声データに対しては良好な
品質の伝送を提供するが、その情報フロー速度は音声帯域モデムに対しては不十
分である。モデムによる使用をサポートすべく、上記通信システムは回線接続に
対して第2のタイムスロット／フレーム(第２“ベアラ”)を付加し、データ符号
化体系としてパルス符号変調(PCM)を使用して64kbpsのデータ伝送速度を提供す
る。この様なベアラの付加は、サービス変更のひとつの例である。
サービス変更とは、入力信号データを伝送用デジタルデータにトランスコーデ
ィング(transcode)する方法を変更する一切の変更である。
サービス変更の他の例は、ADPCMからPCMへの変換、またはその逆である。これ
は、より良い伝送品質を提供すべく行われることも
ある。
ベアラを付加する場合、回線接続における第2スロットの使用の開始は、受信
器におけるモデムが応答音を伝送する間に生ずる。応答音とは、遠隔モデムが発
呼に応答するときに聞こえる高程音のことである。故に上記第2ベアラは、モデ
ムが引き続くハンドシェークを開始する前に使用状態となる。
更に詳細には、32kbpsより高速の伝送速度か必要な場合、公知の通信システム
は回線接続に対して複数の独立スロットを割当てると共に、デジタルデータを各
スロットの間にインターリーブする。例えば64kbpsのデータ速度により2スロッ
ト／フレームが使用されるとき、各スロットの一方は偶数番目サンプルの全てを
伝送すると共に他方は奇数番目サンプルの全てを伝送する。各スロットに対する
このサンプル割当ては、最小遅延を仮定して企図される。
TDM/TDMA通信システムは、データが獲得されるよりも大きな速度のバーストで
データを伝送する。詳細には、データは更に長い単一のもしくは複数の指定タイ
ムスロットで伝送される。各バーストの間において、データは次のバーストまで
待ち行列化され、データ伝送に遅延を招いてしまう。最小遅延は、特定のバース
トに載置されたデータサンプルが、そのバーストの伝送に先立つ最後のものであ
る場合である。
図１には、上記国際出願第WO96/08934号に記述された公知のシステムにおける
タイムスロットへのデータサンプルの割当てが示されている。これは2スロット
／フレームを使用する回線接続を示しており、サンプル16乃至サンプル54で示さ
れる偶数番目サンプルは、10個のスロットから成るフレームのスロット３で伝送
される。29乃至67で示された奇数番目サンプルは、同一フレームのスロット6で
対応して伝送される。その後の奇数番目および偶数番目サンプルは
同様にして、引き続くフレームのスロット3およびスロット６で夫々伝送される
。各スロットは異なる所定時間に伝送されると共に、各スロットに対する各サン
プルの時間的関係は既知であり、例えば図１に示された如く、スロット6はスロ
ット3よりも13サンプルだけ時間的に遅れたサンプルを伝送する。これは、スロ
ット6が時間的に12サンプル遅れて伝送すると共に、奇数番目サンプルを伝送す
るからである。
送信器および受信器の両者が各スロット間の時間的関係を認識しているとすれ
ば、データは受信器にて解凍かつ再構築され得る。
伝送用のデジタルデータは、音声データを獲得してそれをデジタルデータスト
リームに変換するトランスコーディング機能(transcoding function)を使用して
生成される。伝送の為に一個以上のスロットに圧縮されるのは、このデジタルデ
ータストリームである。このプロセスは、上り回線(uplink)方向すなわち加入者
ユニットから基地局への通信、および、下り回線(downlink)方向すなわち基地局
から加入者ユニットへの通信、の両者において生ずる。図２に概略的に示された
如く、もしサービスが変更されればトランスコーディング機能も変更される。
図２は、TDM送信器に対して第1トランスコーディング機能F1もしくは第2トラ
ンスコーディング機能F2を介して切換可能に接続された音声入力信号を示してい
る。上記信号はTDMA受信器により受信されて受信デジタルデータを決定し、これ
は逆トランスコーディング機能F1'もしくは逆トランスコーディング機能F2'によ
り切換可能に逆トランスコーディングされ、音声出力信号を提供する。
上記デジタルデータは無線回線を介して伝送されるが、TDM/TDMAプロトコル自
体およびトランスコーディングにおける遅延の両者に依る遅延が存在する。結果
として、各トランスコーディング機能間
の切換えは、データが正しいトランスコーディング機能を通過する如く、正確に
時間調節されねばならない。そうしなければ、データは誤ったトランスコーディ
ング機能により処理され、音声出力信号の劣化に帰着する。
上記国際出願第WO96/08934号に記述された如き公知のTDM/TDMA通信システムは
、データが変更されるときに一定期間を限定し、送信器と受信器との間のハンド
シェークを実行する。ハンドシェークに関与する信号のシーケンスは図３に示さ
れている。詳細には、サービス変更を開始する基地局は音声信号などの情報に対
応して加入者ユニットから受信したデジタルデータの出力をミュート(mute)すな
わち停止するとともに、トランスコーディングの変更を要求している加入者ユニ
ットに対して制御信号を送信する。加入者ユニット(NTE)はその出力をミュート
してそのトランスコーディングを変更すると共に、基地局(BTE)に対して確認制
御信号を戻し送信する。次に基地局は、上り回線および下り回線の両者を新たな
トランスコーディング機能に切換えると共に、新たなトランスコーディング機能
を使用してミュート解除を行う(すなわち、ネットワークへの情報データの送信
を再開する)。基地局は次に、完了を示すメッセージを加入者ユニットに送り、
該加入者ユニットは加入者の端末装置への出力を再開すべくミュート解除を行う
。この作用は、此処で参照している上記国際出願第WO96/08934号に記述されてい
る。
この公知の取り組みに依れば、新たなトランスコーディング機能へ移行する為
の相応の時間が送信器および受信器の両者に対して許容される。但し重大な欠点
は、引き起こされたミュート期間である。上記ミュート期間が持続し得る理論的
な最小時間は2フレームであるか、実際には、処理遅延を許容する5フレーム乃至
15フレームとなるのが典型的である。
このミュートの期間、すなわち約25乃至75ミリ秒に相当する典型的には5乃至1
5フレーム時間長の故に、加入者ユニットにより受信される信号には対応する中
断が存在する。この中断は、加入者ユニットが相当数の形式のモデムのひとつに
接続されているときに問題である。受信された信号の中断の故に、これらのモデ
ムかその可能最大伝送速度にて回線接続を好首尾に確立することは信頼され得な
い。発明の要約
本発明は、送信ユニットと受信ユニットとの間で固定長時間フレームにおける
タイムスロット内でデジタルデータメッセージを送信する方法であって、連続す
るフレーム内の単一又は複数のタイムスロットが該メッセージの送信のために割
当てられ、該メッセージがトランスコーディング機能による送信のためにトラン
スコーディングされ、該トランスコーディング機能が変更されるべきとき、該ユ
ニットの一方が他方のユニットに対し、どのフレームにて該トランスコーディン
グが変化するかを指示する信号を送信する方法、に関する。
トランスコーディング機能が変化するフレーム番号を示すことにより、新たな
トランスコーディング機能に従うデータ処理に対する準備の為の時間が送信ユニ
ットおよび受信ユニットの両者に対して許容される。
好適には、トランスコーディング変更が生ずるフレームの表示は、１個より多
い時間フレームだけ早期に送信される。これは、もし上記表示が好首尾に送信さ
れなくても、引き続くフレームで再送信を行うことができる十分な時間である、
という利点を有する。
上記表示はX個までの時間フレームで早期に送信され得るか、Xは例えば10乃至
20、例えば15である。
トランスコーディングを変更する時間フレームを一致させることにより、特に
単一スロット／フレームの回線接続から２スロット／フレームの回線接続へと切
換える場合でも、ミュート期間はもはや必要とされない。
好適には、トランスコーディング機能が変化すると共に前のトランスコーディ
ング機能もしくは新たなトランスコーディング機能に従って送信に使用される時
間フレームにおける上記単一のもしくは複数のスロットは、もし第１スロットが
前のトランスコーディング機能に従ってデータを送信すべく使用されるのであれ
ば、上記第1スロットの第1部分は前のトランスコーディング機能に従って符号化
されたデータを含み、且つ、もし上記スロットが新たなトランスコーディング機
能に従ってデータを送信すべく使用されるのであれば、上記第1スロットの第2部
分は上記新たなトランスコーディング機能に従って符号化されたデータを含む。
両方のトランスコーディング機能に依るデータを含むスロットにおいて、好適
には、上記第1部分におけるデータは、上記スロットの最初の(N-S)*B/Nビットを
占有し、式中、Sはスロット番号、Bは該スロットで送信されるビット数、Nは上
記時間フレームにおけるスロット数であり、且つ、上記第2部分は上記スロット
の残りのビットを占有する。
この規則に従って送信することにより受信ユニットは、どのサンプルが前のト
ランスコーディング機能から帰着し、どのサンプルが新たなトランスコーディン
グ機能から帰着するかを推定し得る。
好適には、処理および送信遅延を相殺すべく、上記トランスコーディング機能
における変更は受信ユニットよりも送信ユニットにて早期に生ずる。好適には、
処理および送信遅延を相殺すべく、上記トランスコーディング機能における変更
は上り回線方向と下り回線
方向では異なる時点で生ずる。更に、上記トランスコーディング機能の変更は好
適には、指示されたフレームから10乃至20個の時間フレーム内に生ずる。これに
より、受信ユニットにモデムか接続される場合に上記変更は、モデムからの応答
音送信の終了前に完了し乍らも、トランスコーディング変更が生ずるフレームを
知覚して適時に反応するに十分な時間を受信器に許容することが確かなものとな
る。
好適には、上記トランスコーディング機能は、下り回線方向すなわち基地局か
ら加入者ユニットへの方向において送信されるデータよりも、上り回線方向すな
わち加入者ユニットから基地局への方向において送信されるデータに対し、1フ
レームだけ早期に変更される。
本発明はまた、対応する受信方法にも関する。本発明はまた、対応する送信器
にも関する。本発明はまた、対応する受信器にも関する。本発明はまた、送信ユ
ニットおよび受信ユニットを含む対応通信手段にも関する。本発明はまた、対応
する基地局にも関する。好適実施例の詳細な説明
図１は、各サンプルか単一のフレーム内のタイムスロットに如何にして割当て
られるかの一例を示す図である(先行技術)。
図２は、トランスコーディング機能間の切換えを示す簡素化された機能図であ
る(先行技術)。
図３は、トランスコーディング機能を変更する為の基地局(BTE)と加入者ユニ
ット(NTE)との間の通信を示す図である(先行技術)。
図４は、基地局(BTE−基地側終端装置)および加入者ユニット(NTE−ネットワ
ーク側終端装置)を含むシステムを示す概略図である。
図５は、二重回線に対するフレーム構造およびタイミングを示す図である。
図６は、回線接続への第2スロット／フレームの付加によるトランスコーディ
ング機能変更の例を示す概略図である。
図７は、トランスコーディング機能を変更する為の基地局(BTE)と加入者ユニ
ット(NTE)との間の通信を示す図である。システム
図４に示された如く好適システムは、交換局から加入者までのローカル有線ル
ープが固定基地局と固定加入者ユニットの間の全二重無線回線により置換された
電話システムの一部である。該好適システムは、必要なプロトコルを履行すべく
、上記二重無線回線、並びに送信器および受信器を含んでいる。より詳細には、
公衆網への交換局であるアクセスネットワークを介して接続された基地局BTEが
在る。また、電話送受器、応答機器、ファクシミリ機器もしくはモデムなどの端
末装置TEに各々が接続された加入者ユニットNTEが在る。
上記好適システムと、業界公知のGSMなどのデジタルセルラー移動電話システ
ムとの間には、類似性が在る。本システムはレイヤードモデルに基づくプロトコ
ルを使用するものであり、特に以下のレイヤに基づくものである；PHY(物理層)
、MAC(媒体アクセス制御層)、DLC(データリンク層)、NWK(ネットワーク層)。
GSMと比較したひとつの差異は、上記好適システムでは加入者ユニットが固定
箇所に在ると共に、移動性に関する切換え(hand-off)機構または他の機能に対す
る必要性が無いことである。このことは例えば、上記好適システムにおいては指
向性アンテナおよび交流電気が使用され得ることを意味する。
上記好適システムにおける各基地局は、近傍基地局間の干渉を最
小化すべく、全体的周波数割り当てから選択された12個の周波数における6本の
二重無線回線を提供する。上記二重回線に対するフレーム構造およびタイミング
は図５に示されている。各二重無線回線は、加入者ユニットから基地局への上り
回線と、固定周波数オフセットにおける、基地局から加入者ユニットへの下り回
線とを備えている。下り回線はTDMであり、上り回線はTDMAである。全ての回線
に対する変調はπ／4−DQPSKであり、且つ、全ての回線に対する基本的フレーム
構造は10スロット／2,560ビットフレームであり、すなわち、256ビット／スロッ
トである。而して、ビット速度は512kbpsである。下り回線は定常的に送信され
ると共に、必須システム情報に対する一斉送信チャネルを取入れている。送信さ
れるべきユーザ情報が無い場合でも、上記下り回線送信は基本フレームおよびス
ロット構造を使用し続けると共に適切な充填パターンを含んでいる。
上り回線および下り回線の両者の送信に関し、ふたつのタイプのスロットが在
る：回線設定の後に使用される通常スロット、および、回線設定の間に使用され
るパイロットスロットである。
各下り回線の通常スロットは、24ビットの同期情報と、8ビットのヘッダを含
むS-フィールドと称される次の24ビットと、D-フィールドと称される次の160ビ
ットを備えている。これに続くのは、フォワードエラーコレクション(Forward E
rror Correction)の24ビット、8ビットのフィラ、および、12ビットの一斉送信
チャネルである。上記一斉送信チャネルは、フレームの各スロット内のセグメン
トであって基地局により送信される下り回線共通信号チャネルを協働して形成す
るセグメントから成ると共に、スロットリスト、マルチフレームおよびスーパー
フレーム情報、無接続メッセージ、並びに、上記システムの作動の基本となる他
の情報を含んでいる。
回線設定の間、各下り回線のパイロットスロットは、周波数修正データ、およ
び、受信器初期化の為のトレーニングシーケンスを含み、短いS-フィールド情報
を備えるのみでD-フィールド情報は含まない。
上り回線スロットは、基本的に、ふたつの異なるタイプのデータパケットを含
んでいる。パイロットパケットと称される第1のタイプのパケットは、接続が設
定される前に例えばALOHA発呼要求に対して使用され、適応時間整列を許容する
。通常パケットと称される他のタイプのデータパケットは、回線が確立されたと
きに使用されると共に、適応時間整列の使用に依る更に大きなデータパケットで
ある。
各上り回線の通常パケットは、4ビット継続のランプ(ramp)が先行かつ後続す
る244ビットのデータパケットを含んでいる。256ビットスロットの各ランプおよ
び残りのビットは、タイミングエラーに依る近傍スロットからの干渉に対する保
護間隔を提供する。各加入者ユニットはそのスロット送信のタイミングを調節す
ることにより、基地局に到達する信号を獲得する時間を補償する。各上り回線の
通常データパケットは、24ビットの同期データと、これに続いて、各下り回線の
通常スロットにおけるのと同一ビット数のS-フィールドおよびD-フィールドとか
ら成っている。
各上り回線のパイロットスロットは、60ビットの拡大保護間隔を画成する4ビ
ットのランプにより先行かつ後続された192ビットのパイロットデータパケット
を含んでいる。この大きな保護間隔が必要なのは、利用し得るタイミング情報が
無く、もしこれが無ければ伝播遅延が近傍スロットを干渉させるからである。上
記パイロットパケットは、64ビットのsyncと、8ビットのヘッダで始まり16ビッ
トの巡回冗長検査(CRC)で終了する104ビットのS-フィールドと、
2ビットの予約ビットと、2ビットのFECビットと、8ビットの終端ビット(tail bi
t)と、から成る。D-フィールドは無い。
上述したデータパケットにおけるS-フィールドは、ふたつのタイプの信号送受
信に使用され得る。第1のタイプはMAC信号送受信(MS)であり、基地局のMAC層と
加入者ユニットのMAC層との間の信号送受信に使用されることから、タイミング
が重要である。第2のタイプは対応信号方式であり、これは低速もしくは高速と
され得ると共に、DLC層もしくはNWK層において基地局と加入者ユニットとの間の
信号送受信に使用される。
D-フィールドは最大のデータフィールドであり、通常の電話通信の場合にはデ
ジタル化音声を含むが、非音声データサンプルも含み得る。
上記好適システムにおいては、誰何・応答式プロトコル(challenge response
protocol)を使用した加入者ユニット認証に対する対策が為される。すなわち、
送信されたスーパーフレーム番号に同期されたキーストリーム発生器により生成
された予期不能シーケンスを有する暗号ビットを、音声もしくはデータに組合せ
ることにより、一般的な暗号化が提供される。
これに加え、送信された信号は信号成分を排除(remove)すべくスクランブルが
掛けられる。トランスコーディング機能の変更
好適実施例においては、ミュート期間に対する必要性を回避する様にトランス
コーディング機能を変更すべく、トランスコーディング機能は、
(1)サンプル間で；
(2)処理および送信遅延を相殺すべく、受信ユニットよりも送信ユニットにて
早期に；
(3)更なる処理および送信遅延を相殺すべく、上り回線および下り回線方向で
異なる時点で；且つ、
(4)トランスコーディング機能変更が不当な遅延なしで行われるべく、指示さ
れたトランスコーディング機能変更の例えば20フレーム以内に；
変更されねばならない。
行われた手法は、各スロットの内容が前のトランスコーディング機能または新
たなトランスコーディング機能のいずれに従って符号化されつつあるのかを送信
ユニットおよび受信ユニットの両者が理解することにより送信ユニットおよび受
信ユニットの両者がデータを適切に処理し得る、というものである。
上記要件(1)に関し、正しい送信および受信を確かなものとすベく、トランス
コーディングは各サンプル間で変更されねばならない。トランスコーディング機
能変更が生ずるスロットは、その第1部分において前の機能に従ってトランスコ
ーディングされたデータと、その第2部分において新たな機能に従ってトランス
コーディングされたデータと、を含んでいる。上記第1部分におけるバイナリビ
ットの数は、前のトランスコーディング機能から帰着するサンプルサイズの倍数
となるべく選択される。第2部分におけるバイナリビットの数は、新たなトラン
スコーディング機能から帰着するサンプルサイズの倍数となるべく選択される。
例えば、32kbpsのADPCMは4ビットのサンプルを生成するが、PCMトランスコーデ
ィングは8ビットのサンプルを生成する。故に、ADPCMトランスコーディングがPC
Mトランスコーディングへと(または、該PCMトランスコーディングから)変更され
たスロットにおけるトランスコーディング変更は、第1部分における8ビットの倍
数の後で生ずる。
また、送信ユニットおよび受信ユニットは夫々、基地局および加
入者ユニットの一方である。基地局は加入者ユニットに対し、新たなトランスコ
ーディング機能が使用される将来的フレームを(そのフレーム番号により)表示す
メッセージを加入者ユニットに送る。この様に表示されたフレームは、新たなト
ランスコーディング機能がいつ開始するかに対する時間基準として指定される。
トランスコーディング機能が開始するフレームを加入者ユニットおよび基地局
の両者が知覚すると、それらはデータを正しく処理すべくそれら自体を設定し得
る。更に、トランスコーディング機能が変更されるフレームを示す信号が劣化し
たとしても、該フレームを予め一致させることにより、それは引き続くフレーム
内で再送され、トランスコーディング機能が変化するフレームの表示の正しい受
信に対する時間を許容する。
もし、指定されたフレームがFであれば、次の規則は各スロットの内容(それら
が前のサービス、新たなサービス、または、両者の一定割合を含むのか)を記述
する：
(1)新たなサービスで使用されるフレームF、F＋1、F＋2等の全てのスロットは
、新たなサービスに従って符号化されたデータを含み；
(2)前のサービスで使用されるフレームF-2、F-3、F-4等の全てのスロットは、
前のサービスに従って符号化されたデータを含み
(3)前のサービスもしくは新たなサービス、又は、その両者、で使用されるフ
レームF-1の全てのスロットは、第1部分および第2部分に分割される。第1部分は
、もしスロットが前のサービスで使用されれば前のサービスに従って符号化され
たデータを含む。第2部分は、もしスロットが新たなサービスで使用されれば新
たなサービスに従って符号化されたデータを含む。而して、上記第１部分は
スロットの最初の(N-S)*B/Nビットを占有し、式中、Sはスロット番号、Bは該ス
ロットで送信されるビット数、Nは単一フレームにおけるスロット数である。第2
部分は、当該スロットの残りを占有する。
上記規則(3)に依れば、全てのデータが送信される如く前のサービスと新たな
サービスとの間の境界か位置決めされるのを確実にする。これは、160ビット／
スロットであり且つ10スロット／フレームであれば上記規則(3)は第1部分が160
−16Sビットから成るべきことを表すからであり、式中、Sはスロット番号(0と9
の間の整数)である。故に、上記規則(3)を満足すべくトランスコーディング変更
は第1部分内において16ビットの何倍かに依り生じねばならない。ADPCMからPCM
へのトランスコーディング変更の場合には、変更かサンプル間で生ずるのを確実
にすべく第2部分内には8ビットの倍数が存在せねばならない。しかしこの要件も
満足される。
図６には一例が示されており、デジタルデータストリーム(a)は送信の為に選
択タイムスロット(b)に圧縮されると共に、受信時にはデジタルデータストリー
ムBを復元すべく解凍される。
トランスコーディング機能変更より以前においてスロット3は、ADPCMを使用し
て符号化されて16乃至55と番号が付されたサンプルを搬送している。故に、スロ
ット3は20バイトのデジタルデータを搬送する。トランスコーディング機能変更
より以前においてスロット6はこのデジタルデータメッセージからのデータを搬
送していない。これはフレームF-2で生ずるものである。
トランスコーディング機能変更は、F-1と表示された次の時間フレームにおい
て生ずる。スロット3はADPCM符号化を使用したサンプル56乃至83を搬送する。こ
れは14バイトのデジタルデータである。スロット3はまたその後方部分において8
4乃至94と番号が付され
た偶数番目PCM符号化サンプルも搬送する。これは6バイトのデータを構成する。
このフレームにおいて、スロット6はその第1部分(8バイト)では何も搬送しない
か、その第2部分においては85乃至107と番号が付された奇数番目PCMサンプルを
搬送し、これは12バイトのデータに等しい。
Fと表示された次のフレームにおいて、スロット3は96乃至134と番号が付され
た偶数番目PCMサンプルを搬送すると共に、スロット6は109乃至147と番号が付さ
れた奇数番目PCMサンプルを搬送する。これと同一の規則は、加入者ユニットか
ら基地局への上り回線方向および基地局から加入者ユニットへの下り回線方向の
両者に対して適用されるが、上り回線に対するトランスコーディング機能変更は
下り回線よりも1フレームだけ遅く生ずる点は除かれる。もし下り回線上のフレ
ームFで変更が生じれば、それは上り回線上のフレームF＋1で生ずる。この理由
は図６から明らかであり、即ち、送信と受信との間には略々単一フレーム遅延が
在ることから、送信ユニットはそのトランスコーディング機能を受信ユニットよ
りも略々1フレームだけ早期に変更せねばならない。
上記トランスコーディング変更を行う基地局と加入者ユニットとの間の制御信
号の系列は、図７に示されている。第1段階は、トランスコーディング機能が変
化するフレームを基地局が選択することである。このフレームはFで表示される
。基地局は、制御信号、即ち、フレームFの表示を含むサービス有効化制御信号
を送る。完全な識別子を送るのでは無く、2Kを法としたFを送れば十分であり、
式中Kは、表され得る将来の時間的量に対し、送信信号のサイズをトレードオフ
すべく選択される。2Kを法としたFとは、Fを2Kで除算したときの余りであり、F
の最後のK個のバイナリビットに等しく、これは完全なFの番号よりも好都合に処
理されるものである。
Kを4とした場合の値は、15通りまでものフレーム通知を与える。
サービス有効化要求を受信すると、加入者ユニットは、受信したばかりのFのK
ビットとその下位Kビットが一致する次のフレーム番号として計算されたフレー
ムFにてトランスコーディング変更を行う準備をし、基地局に対して応答として
サービス有効化確認信号を送信する。基地局はサービス有効化確認信号を受信す
ると共に、確認信号の受信を表示する更なる制御信号を送信し、この時点におい
て信号交換は完了する。
代替実施例においては、トランスコーディング機能変更が完了されるまで、信
号交換は完了されない。より詳細には、該代替実施例において基地局は、それが
サービス有効化確認信号を受信すると共に実際にトランスコーディング変更を実
行するまで、最終的な制御信号を送信しない。トランスコーディング遅延
一切のミュート期間無しでトランスコーディング機能変更を実行する為に、ト
ランスコーディングに依る遅延は前のトランスコーディング機能および新たなト
ランスコーディング機能の両者に対して同一でなければならない。さもなければ
、信号に位相シフトが存在する。もし位相シフトか重大であれば、それは原因と
なる送信器により補償されねばならない。例えば加入者ユニットは、ADPCMトラ
ンスコーディング遅延を補償すべく、１個のサンプルによりPCM符号化を使用し
て基地局に向けて上り回線で遅延を送信する必要があり得る。これは、PCMトラ
ンスコーディング遅延はADPCM符号化遅延よりも少ないからである。前のトラン
スコーディングおよび新たなトランスコーディングに依る遅延が一致するのを確
実にすべく、大きい方のトランスコーディング機能遅延が両者に対して遅延とし
て適用される。特定のトランスコーディング機能に対しては、真にシームレスな
切換え(即ち、トランスコーディング機能の変更が行われるときのミュート期間
がゼロであること)が適切が否かを決定することもあり得る。符号化／復号化の対の同期
ADPCM、および、データを相当に圧縮する他の一定のトランスコーディング機
能においては、符号化済データは現在の入力信号ならびに先行信号にも依存する
。
信号中における(共通振幅などの)長期間変化量を表すパラメータは、送信ユニ
ットおよび受信ユニットにおいて独立的に先行信号から導出される。符号化済デ
ータは、短期間変化量のみを含んでいる。受信された符号化済データは、導出さ
れたパラメータと組合され、信号を復元する。
正確に伝送されるべき信号に対し、送信ユニットおよび受信ユニ
ットの両者は各パラメータに対して同一の値を導出し、結果として、これらの値
は最適となる。パラメータを導出する方法は、送信器および受信器が経時的に同
一の値に収束する如く選択される。
送信ユニット／受信ユニットの対が初期状態から開始されたとき、それらはパ
ラメータを計算すべき先行信号を有さないことから、一致した概算値(agreed es
timates)を使用せねばならない。これらは最適なもので無いことから、これらの
概算値か収束する前に一定の時間が経過せねばならない。結果として、トランス
コーディング機能変更が生じた後でパラメータ値が収束するまでの短期間に亙り
、受信器で復号化された信号は歪曲されることが多い。
PCMは、収束する上で時間を取るトランスコーディング機能では無い。このこ
とは、ADPCMからPCMへのトランスコーディング変更に関し、収束するに必要な時
間は相当の歪曲の原因では無いことを意味する。PCMからADPCMへの変更に関して
は、約1msの信号歪曲かある。この歪曲は、トランスコーディング変更より以前
において一致した個数のサンプルに対して新たなトランスコーディング機能の為
に送信ユニットおよび受信ユニットの両者が夫々のトランスコーディング器(tra
nscoder)を作動させることによりそれらが既に収束する如く、送信ユニットおよ
び受信ユニットの両者を設定することで対処される。これは、送信器および受信
器の両者が、各トランスコーディング機能を同時に使用して符号化もしくは復号
化を行う能力を有することを必要とする。代替実施例
代替実施例において加入者ユニットは、上り回線および下り回線に対して使用
された各トランスコーディング機能の切換えを独立的に制御できずに、同時に変
更せねばならない。同様に、特に上述の規則(3)により記述された如く、ひとつ
以上のトランスコーディン
グ機能に依り符号化されたデータをひとつのスロット内で割当てることもできな
い。但し、下り回線と比較して上り回線上で1フレームだけ遅くトランスコーデ
ィング機能を変更することはミュート期間を最小化する上で有用であり、故に、
回線を正しく確立していない加入者ユニットに取付けられたモデムのリスクを最
小化する。結果として、加入者端末装置に対する出力を加入者ユニットがミュー
トする期間は、単一フレームの期間に亙り持続することのみが必要であり、劣化
した受信信号が加入者端末装置へと送信されるのを回避する。
第２実施例に係る加入者ユニットにおいては、入力信号値が受信されると直ち
にトランスコーディングが起きる。それは更に、引き続きトランスコーディング
された各サンプルと共に、次の送信バーストまでバッファされる。受信するとき
には同様にして、出力信号を形成することが必要になるまで、符号化済データは
復号化されずにバッファされる。
故に図６を参照すると、送信ユニットAではフレームF-1のスロット1の開始付
近でトランスコーディングが変更されねばならず、受信ユニットBではフレームF
のスロット0の付近で逆トランスコーディングが変更される。ひとつの加入者ユ
ニットは送信ユニット(上り回線上)および受信ユニット(下り回線上)の両者であ
ることを考慮すると、加入者ユニットの上り回線エンコーダにおけるトランスコ
ーディングは、加入者ユニットの下り回線デコーダにおけるよりも略々9スロッ
トだけ早期に生ずる。
実際、それらは他の要因に依り、(1＋0.04)フレーム乃至(1＋0.08)フレームだ
け離間している。他の主な要因は、図５に示された如く上り回線には１個の全ス
ロットが予め送信されることにより、差異が1フレームに近くなることである。
別の要因は、0ビット乃
至104ビットの値を取り得る適応タイミング先行(adaptive timing advance)(伝
播遅延を補償すべく加入者ユニットがその送信タイミングを進める量)である。
第3の要因は、送信されたデータがスロット内の256ビットの内の160ビットのみ
を占有することであり；これは更なる96ビットの差異を付加するものである。
上記第２実施例に係る加入者ユニットは上り回線および下り回線の両方におい
て同時にのみトランスコーディングを変更し得ることから、1フレームだけ上り
回線の切換えをオフセットすることにより、下り回線および上り回線上で受信さ
れたデータの劣化期間は最大で1フレームの0.08まで減少され、これは略々数個
のサンプルに過ぎない。基地局および加入者ユニットは両者ともに、音声信号な
どの情報に対応するデジタルデータの送信を1フレームの期間だけミュートし、
劣化データが送信されるのを回避せねばならない。上り回線および下り回線の両
者において上記ミュート期間は十分に短いことから、受信信号の中断にも関わら
ず多くのタイプのモデムは好首尾に回線接続を確立し得る。
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，
ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ
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ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ
Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ
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ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ
Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ
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ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ
Ｎ，ＹＵ，ＺＷ
(72)発明者 マーティン，ポール マックスウェル
イギリス国，サフォーク シービー８ ９
エックスエス，ニューマーケット，ダリン
ハム，テイラーズ フィールド ９
(72)発明者 ピアシー，ニール フィリップ
イギリス国，ハートフォードシャー エス
イー８ ６アールイー，ロイストン，スリ
ップロウ，チャーチ ストリート 61 リ
トル ブライアーズ
(72)発明者 ロールス，ナイジェル
イギリス国，ケンブリッジ シービー４
４ジェイエヌ，ヒストン，ガーデン コー
ト ７