NO304918B1

NO304918B1 - Signalprosessor for basisbÕnd

Info

Publication number: NO304918B1
Application number: NO910321A
Authority: NO
Inventors: Robert C Wang
Original assignee: American Telephone & Telegraph
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1999-03-01
Also published as: DK0439942T3; CA2032849C; EP0439942A2; NO910321D0; NO910321L; JP2898766B2; DE69026235T2; KR910015135A; DE69026235D1; EP0439942B1; EP0439942A3; US5001742A; JPH04213235A

Description

Denne oppfinnelse angår generelt en basisbåndprosessor for prosessering av talesignaler og tonesignaler i audioområdet.

Innenfor dagens telefonsystemer som danner nett eller nettverk med enkeltceller benyttes audioprosesseringskretser for signalbehandling av både forover- og returtalesignaler, idet det med forovertalesignaler menes talesignaler som kommer inn til en landbasert sentral eller "cellestasjon" via en hovedtelefonlinje, for videreutsending fra en sender til en mobil telefonenhet, her også kalt mobilenhet. Forovertalesignalene innbefatter også talesignaler som tidligere er mottatt på dette sted fra en mobil enhet, og for ny sending til en annen mobil enhet. Returtalesignaler er på tilsvarende måte talesignaler som sendes fra mobilenheten til en mottaker i stasjonen.

Hittil har forovertalesignaler gjerne blitt prosessert av en audioprosessor for sending og som benytter stavelseskomprimering og frekvensganghevning (pre-emphazis) av talesignalet for å holde støynivået undertrykt ved frekvensmodulasjon. Audiopro-sessoren tjener også til å overlagre en pilottone (SAT) tilført fra en separat signalgenerator, slik at denne tone kommer i tillegg til forovertalesignalet. Det er kombinasjonen av talesignalet og pilottonen som sendes ut fra den landbaserte stasjon til mobilenheten.

Mobilenheten vil returnere det mottatte pilotsignal, og så lenge dette mottas av den landbaserte stasjon antas mobilenheten å stå i samband med stasjonen, slik at hovedtelefonlinjen kan kobles for overføring. For dette formål kobles en pilottone-detektor til den tilsvarende audioprosessor på mottakersiden for å detektere nærværet av pilottonesignalet fra en mobilenhet. I tillegg til å motta pilottonen fra mobilenheten mottar mottakeren også returtalesignaler som prosesseres av en tilsvarende audioprosessor på mottakersiden og som på ny ekspanderer signalet og retter opp frekvensgangen for det mottatte signal (de-emphazis). En mer komplett beskrivelse av et slikt cellulært telefonsystem, og sendingen og mottakingen i de taleprosessorer som inngår kan finnes i Bell System Technical Journal, Jan. 1979, Vol. 58, nr. 1, s.97-122 og 153-200, og denne artikkel tas med her som refer-ansemateriale .

I dette tilfelle dannes både sender- og mottakerproses-sorene for audiosignalene av separate analoge kretser. Pilot- generatoren og -detektoren er også utført som separate analoge kretser. En stasjonær sentral eller hovedstasjon har flere sender- og mottakerkanaler, hver med behov for en separat audioprosessor for sender- og mottakersiden. Videre kreves tre separate pilotgeneratorer og -detektorer for hver av de tre pilot-frekvenser (5970, 6000 og 6030 Hz) som er i vanlig bruk innenfor telefonnettverk. I avhengighet av antall mottaker- og sender-kanaler vil det fysiske rom som opptas av sender- og mottaker-taleprosessoren og pilotdetektorene ofte være stort, og følgelig øker behovet for den totale plass som trengs for hver slik stasjonær hovedstasjon.

Fra den kjente teknikk skal i patent litteratur en nevnesWO 87/01490 som viser og beskriver et celledelt telefonsystem med en basisstasjon hvis sender overfører både kodede foroverrettede talesignaler og et første overvåkingstonesignal (pilotsignal) SAT til en mobilenhet, og hvis mottaker både mottar tilsvarende returnerte talesignaler og et andre overvåkingstonesignal. En basis-båndenhet i stasjonen behandler de utsendte og returnerte talesignaler i en koder/dekoder og sørger for kontinuerlig sending av et SAT/SYNK-ord eller ordets komplement. Tilegnelsen av SAT-signalet oppnås ved mottakingen av et 21 b SAT/SYNK-signal, og deteksjon av SAT-signalet oppnås ved korrelasjon av tre mottatte SAT/SYNK-ord (eller de komplementære ord og med lagrede verdier for disse).

Således bruker dette kjente celledelte telefonsystem for radioforbindelse et unikt digitalt meldingsformat for å over-føre signalinformasjon og høyhastighets digitale meldinger.

På basis av denne kjente teknikk og det som er anført innledningsvis er det imidlertid behov for et mer kompakt system for å håndtere forover- og returtalesignalene og pilotsignalenes generering og detektering, og det er derfor skaffet til veie en basisbåndprosessor av den type som er angitt i innledningen av patentkrav 1. Denne basisbåndprosessor er særlig kjennetegnet ved de elementer og trekk som fremgår av karakteristikken i samme krav.

Videre er det ifølge oppfinnelsen skaffet til veie en fremgangsmåte for prosessering av signaler og omfattende periodisk opptak av et forovertalesignal og prosessering av dette for å utføre minst én forhåndsbestemt operasjon, og denne fremgangs måte er særlig kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i krav 2. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av de etterfølgende fremgangsmåtekrav 3-8.

Oppbyggingen av basisbåndprosessoren er altså noe annerledes enn i den kjente teknikk, og signalbehandlingen eller prosesseringen av tale- og audiopilotsignalene (SAT) i forhold til hverandre utføres også annerledes, særlig baseres oppfinnelsen bl.a. på periodisk oppsamling og prosessering av fortløpende digitalsampler for den første overvåkende pilottone i pausen mellom to signalsekvenser (opptak) av et foroverrettet signal, og likeledes registreres tilstedeværelsen av et andre audiopilot-signal, også benevnt pilottonesignal, ved sampling av dette signal på digital form og deretter etablering av et mål for signal-effekten i pausen mellom to påfølgende opptak av det foroverrettede talesignal.

Videreføring av signalene skjer enten til en hovedtelefonlinje eller til en annen mobil enhet, også her benevnt mobilenhet. Prosessoren registrerer altså eventuelle pilottoner ved spesielle frekvenser også innenfor intervallet mellom fortløpende opptak av forovertalesignalet, idet disse pilottoner sendes ut fra mobilenheten i respons på det pilotsignal som ble overført til den. Prosessoren utfører således typisk pilotdeteksjon ved først å oppta og deretter analysere fortløpende sampler av det innkommende pilotsignal, og den er koplet til en kommunikasjons-mekanisme som typisk kan ha en eller to kode/dekodeenheter (CODEC) hvis hensikt er å kode inn hhv. dekode digitale talesignaler og den informasjon som pilotsignalet inneholder og som overføres mellom prosessoren og en mottaker og en sender i den stasj onære hovedsentral.

Fig. 1 viser et blokkskjerna av en basisbåndprosessor ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, fig. 2 viser et tidsdiagram som illustrerer rekkefølgen av aktiviteter i prosessoren ifølge fig. 1, fig. 3 viser et flytdiagram over denne prosessors logiske gang, fig. 4 viser et flytdiagram over trinnene utført i basisbåndprosessoren ifølge fig. 1, for generering av en første overvåkende audiotone (SAT eller pilottone), fig. 5 viser et flytdiagram for de trinn som utføres i basisbåndprosessoren for prosessering av et forovertalesignal, fig. 6 viser et flytdiagram over de trinn som utføres av prosessoren i henhold til fig. 1 for å detektere en andre pilottone, fig.7viser et flytdiagram for de trinn som utføres i prosessoren for prosessering av et returtalesignal, og fig. 8 viser et flytdiagram for de trinn som utføres av basisbåndprosessoren ifølge fig. 1, for bestemmelse av pilotsignalets effektnivå.

Fig. 1 viser altså en basisbåndprosessor 10 ifølge oppfinnelsen, for prosessering av forover- og returtalesignaler som sendes ut til hhv. mottas fra en mobil enhet 12 via en sender 14 hhv. en mottaker 16. Prosessoren 10 har videre som funksjon å generere en første overvåkende audiotone (SAT eller pilottone) for sending til den mobile enhet eller mobilenheten 12 ved hjelp av senderen 14. Endelig tjener basisbåndprosessoren 10 til å detektere nærværet av en andre pilottone som genereres av selve mobilenheten 12 i respons på den første pilottonen.

Basisbåndprosessoren 10 har som arbeidskrets en prosessorkrets 20, fortrinnsvis er denne innrettet for prosessering av digitale signaler og kan gå under benevnelsen DSP, og den kan være av typen WE DSP 16, av fabrikat AT&T, USA. En nærmere beskrivelse av en slik digital signalprosessorkrets kan finnes i den publiserte håndbok for kretsen WE DSP 16. Kretsen 20 er via sin innvendige serieport (ikke vist) koblet til en multipleks/ demultipleksenhet 22 som tjener som grensesnitt for prosessorkretsen 20 overfor en tidsmultiplekslinje 24 (TDM). Linjen 24 kan typisk være en hovedtelefonlinje av kategori Tl for overføring av tidsmultipleksfordelte talesignaler mellom basisbåndprosessoren 10 og en hovedtelefonsentral (ikke vist). Taleinformasjonen på linjen 24 samples ved den typiske samplefrekvens 8 kHz, og taktgiveren (klokken) for den serielle bit-rate arbeider typisk på 512 kHz.

Prosessorkretsen 20 er altså koblet via sin interne serieport til et par kode/dekodeenheter (CODEC) 26 og 28 som tjener til koding og dekoding av talesignaldata og de data som ligger i pilottonen, overført mellom prosessorkretsen 20 og et båndpassfilter 30 som hhv. er koblet til senderen 14 og mottakeren 16. Enhetene 26 og 28 kan f.eks. være av typen T7522 fraAT&Thhv. type 144402 fra Motorola, USA. Skjemaet på fig. 1 viser to separate kode/dekodeenheter 26 og 27 for koding av talesignalet hhv. dekoding av pilotsignalet, men en enkelt kombinert slik krets kunne like gjerne være anvendt. Videre skal bemerkes at mens dagens telefonnettverksystemer overfører analoge signaler som krever dekoding og koding for å kunne prosesseres digitalt, kan fremtidige systemer direkte overføre digital tale og digitale pilotdata. I et slikt system vil da enhetene 26 og 28 erstattes av en eller annen passende annen prosessorinnretning.

Prosessorkretsen 20 har en innvendig parallellport som er koblet til en sentral datamaskin eller styreenhet 32 plassert 1 hovedstasjonen og innrettet for å styre og overvåke basisbåndprosessoren 10 slik det skal gjennomgås nedenfor. Typisk mottar prosessorkretsen 20 kommandoer eller instruksjoner fra styreenheten 32, for å fastlegge på hvilken måte kretsen skal prosessere forover- og returtalesignaler, såvel som "frekvensfargen" for pilottonegenereringen og -detekteringen. Prosessorkretsen 20 overfører tilstandsinf ormas jon til styreenheten 32 for å angi effektnivået for den pilottone som mottas fra mobilenheten 12.

Til prosessorkretsen 20 er koblet en konvensjonell taktgiver 34 som har både en tidsbasisfunksjon og utfører logikk-funksjoner, og fra taktgiveren 34 tas signaler ved frekvensene 2048 MHz, 512 kHz og 8 kHz for linjen 24. Ut fra linje- signalene genererer taktgiveren 34 minst to synkroniseringssignaler, det ene ved 32 kHz og det andre ved 8 kHz, og disse to signaler tilføres prosessorkretsen 20. Kombinasjonen av prosessorkretsen 20 for de digitale signaler, kode/dekodeenhetene 26 og 28, båndpassfilteret 30 og taktgiveren 34 danner altså den komplette basisbåndprosessor 10.

Det henvises nå til fig. 2 som viser et tidsdiagram over hendelsene som finner sted under driften av basisbåndprosessoren 10 i henhold til fig. 1. Den øverste linje på fig. 2 angir at de 32 kHz synkroniseringspulser har en periode på 31,25 us, mens synkroniseringspulsene ved 8 kHz har en periodetid på 125 ps. Tidsperioden med denne siste periodetid danner drifts-syklusen for prosessorkretsen 20. Ved starten av hver syklus av-søkes multipleks/demultipleksenheten 22 fra taktgiveren 34, og i respons på denne avsøking genererer enheten 22 et åttebits forovertalesignal opptatt fra linjen 24 for sending til mobilenheten 12. Samtidig føres et åttebits returtalesignal, prosessert av prosessorkretsen 20 i løpet av den foregående syklus, til linjen

24 via multipleks/demultipleksenheten 22.

Den nederste del av fig. 2 viser at prosessorkretsen 20 under hvert intervall på 125 us utfører både forover- (FV) og returtalesignalprosessering (RV). Kode/dekodeenheten 26, som fører talesignaler både i forover- og returretningen, avsøkes en gang for hvert driftssignal for prosessorkretsen for å dekode det digitale forovertalesignal før utsendingen. Returtalen kodes inn av enheten 26 før prosesseringen av kretsen 20. Videre genererer kretsen 20 under hvert 125 us intervall et pilotsignal (SG) ved å danne to påfølgende digitale pilotsampler slik som det skal beskrives nedenfor. Perioden for pilotsamplene er 62,5 us og slik at når samplene dekodes av enheten 28 frembringes en kontinuerlig pilotbølge. I tillegg til å generere hvert av de etterfølgende par digitale pilotsampler detekterer også prosessorkretsen 20 nærværet av en pilottone (SD) som mottas fra mobilenheten 12 ved å ta to fortløpende sampler av det innkommende pilotsignal fra enheten 12, i digitalisert eller kodet form, fra enheten 28. Til sist og under sin 125 us syklus kommuniserer prosessorkretsen 20 med styreenheten 32 (PIO) for å få kommandoer og tilveiebringe tilstandsinformasjon. Hver av aktivitetene pilottonegenerering, pilottonedeteksjon, forover- og returtalesignalprosessering og kommunikasjon med styreenheten 32, skjer innenfor et 31,25 ps intervall som tilsvarer en sløyfe. Det er fire slike sløyfer (1, 2, 3 og 4) innenfor hver 125 ps driftssyklus for prosessorkretsen 20. Som tidligere angitt utføres pilottonegenereringen ved å frembringe påfølgende digitale sampler av en pilottone under hver driftssyklus for prosessorkretsen 20. Hvert etterfølgende pilot-sampel føres ut til enheten 28 for dekoding under en separat sløyfe 1 og 3. Deteksjon av pilottonen i mobilenheten 12 utføres ved fortløpende sampling av det innkommende pilotsignal (dekodet av enheten 28) i både sløyfe 2 og 4. Signalprosessering i forover- og returretningen av talesignalet (FV, RV) skjer hhv. i sløyfe 1 og 3 , mens kommunikasjonen med styreenheten 32 (PIO) skjer i sløyfe 2.

Ingen av de etterfølgende sløyfer 1, 2, 3 eller 4 starter eller avsluttes ved genereringen av en av de påfølgende 32 kHz synkroniseringspulser. I stedet kommer hver av disse synkroniseringspulser etter at det har gått en tid som tilsvarer en halv sløyfe. Grunnen er at 32 kHz synkroniseringspulsene brukes for avtasting av enhetene 26 og 28 ved et tidspunkt etter at talesignalprosesseringen og pilottonegenereringen skjer, og der for settes her opp for enkelhets skyld at hver sløyfe starter før og slutter etter hver 32 kHz puls.

Fig. 3 viser et flytdiagram over de enkelte trinn som utføres av prosessorkretsen 20, idet starten eller initialiser-ingen skjer i det første trinn 36. I løpet av dette trinn fast-legges førti enkeltverdier for uttrykkene:

sin(2n/40) og cos(2 n/40), idet n= 1, 2, 3,..., 40,

i prosessorkretsen 20. Siden sinus- og kosinusfunksjonen er periodisk vil det bare være nødvendig med en enkelt tabell over femti verdier for å oppnå de førti separate sinus- og kosinusverdier. Som beskrevet benyttes disse verdier ved prosesseringen under pilottonegenereringen og -deteksjonen.

Etter trinn 36 følger trinn 38 hvor prosessorkretsen 20 fullfører eller kompletterer tilførselen (inn) av et nytt forovertalesignal og videreføringen (ut) av et tidligere prosessert returtalesignal. I de sammenhenger som skal belyses her antas at tilførselen og videreføringen av talesignaler skjer mellom prosessorkretsen 20 og linjen 24, via enheten 22. Dette gjelder et tilfelle hvor en telefonsamtale finner sted mellom en stasjonær abonnent (ikke vist) og mobilenheten 12. Det er klart at den pro-sess som er illustrert på fig. 3 også vil finne sted under en telefonsamtale mellom mobilenheten 12 og en annen mobilenhet (ikke vist). Antar man en samtale mellom en abonnent på et fast sted (på land) og mobilenheten 12, avsøker taktgiveren 34 enheten 22 i løpet av trinn 38 for å oppnå det åttebits foroverrettede talesignal på linjen 24.

Deretter sørger prosessorkretsen 20 for generering av et første pilotsignal (SAT) i trinn 40, på den måte som er beskrevet i nærmere detalj nedenfor, under henvisning til fig. 4. Det fremgår da at prosessorkretsen 20 genererer det første pilotsignal ved å føre påfølgende digitaliserte sinusformede sampler til utgangen hvert 62,5 us. Følgelig genereres 16000 digitaliserte pilotsampler hvert sekund. Etter avslutningen av hvert slikt sampel overføres dette av prosessorkretsen 20 til kode/dekodeenheten (CODEC) 28 for dekoding før senderen 14 mottar signalet, og deretter overlagres det første pilotsignal hvert forovertalesignal som sendes ut til mobilenheten 12. Når pilotsampler føres til enheten 28 med så stor hastighet genererer denne enhet et kontinuerlig pilottonesignal. Med fortsatt henvisning til fig. 3 følger trinn 42 etter trinn 40, hvor prosessorkretsen 20 utfører videreprosesser-ing av forovertalesignalet på den måte som det i større detalj fremgår av fig. 5. Det prosesserte signal føres så til enheten 26 for dekoding før senderen 14 sender det ut. I det neste trinn 44 føres et digitalisert sampel fra den andre pilottone og mottatt fra mobilenheten 12 fra enheten 28 til prosessorkretsen 20. Mens mobilenheten 22 mottar det første pilotsignal fra senderen 14 reagerer mobilenheten med sitt eget pilotsignal som her altså kalles det andre, idet man da unngår sammenblanding med det pilotsignal som genereres av basisbåndprosessoren 10.

I trinn 48 detekteres i prosessorkretsen 20 om det andre pilotsignal er tilfredsstillende mottatt (dvs. om signalets effektnivå er over en viss grense). Den måte kretsen 20 fastslår nærværet av det andre pilotsignat på vil bli beskrevet nærmere i forbindelse med flytdiagrammet vist på fig. 6.

Etter deteksjonen av pilotsignalet opprettes samband mellom prosessorkretsen 20 og styreenheten 32 (trinn 48), og data for tilstedeværelsen av det andre pilotsignal overføres til styreenheten. I samme trinn kan også kretsen 20 motta en ny kommando fra denne enhet. Under regelmessig drift av basisbåndprosessoren 10 instruerer styreenheten 32 kretsen 20 til å endre frekvens (farge) av det første pilotsignal og undertrykke forover- eller returtalesignalet, eventuelt også det første pilotsignal. I tillegg kan spesielle prøvekommandoer overføres til prosessorkretsen .

Ved utførelsen av det neste trinn 50 opptar kretsen 20 det returtalesignal som tidligere ble mottatt av mottakeren 16, og deretter, i trinn 52, genererer kretsen 20 et etterfølgende digitalt sampel av det første pilotsignal for overføring til enheten 28 på samme måte som i trinn 40. Etter trinn 52 proses-serer kretsen 20 det tidligere mottatte returtalesignal (trinn54) på den måte som fremgår i nærmere detalj av fig. 7. Prosesseringen av returtalesignalet i trinn 54 kan ikke gjøres umiddel-bart etter at signalet initieres siden det trengs en viss tid til å lese inn de enkelte bit i dette signal. I stedet for å la prosessorkretsen 20 gå på tomgang utføres derfor pilottonegenerering i intervallet mellom signalinntaket og den etterfølgende prosessering av returtalesignalet. Deretter utføres trinn 56, og det nå prosesserte returtalesignal klareres for overføring til linjen 24.

Etter trinn 56 utføres trinn 58 som gir en fortsettelse av pilottonedeteksjonen ved at et etterfølgende digitalt sampel av den andre pilottone tilføres fra enheten 28. Deretter, i trinn 60, detekteres det andre pilottonesignal på samme måte som i trinn 46. Etter trinn 60 går programmet tilbake til trinn 38 hvor prosessen på ny kan begynne.

Det henvises nå til fig. 4 som viser et flytdiagram over pilottonegenereringen utført av prosessorkretsen 20 og som tilsvarer generering av de påfølgende digitale sampler for det første pilottonesignal fra trinn 40 og 52 i henhold til fig. 3.Prosessorkretsen 20 genererer disse pilotsampler ved hjelp av kompleks blanding og interpolasjon. Det første trinn (trinn 60) i pilottonegenereringen går ut på å utføre en kompleks blanding (multiplikasjon) hvor den komplekse funksjon 1 + j0 multipliseres med uttrykket cos(2nfin/400) +j sin(2nfin/400) hvor fxbestemmes av styreenheten 32 til å anta verdiene -30 eller +30 når den første pilottone velges til å ha frekvensen 5970, 6000 eller 6030 Hz, og hvor n er en bestemt syklus av settet på 400 Hz. På denne måte oppnås 400 separate sinus- og kosinussampler pr. sekund. Ved at man tar hensyn til at funksjonene sin(2nfin/400) og cos(2nfin/400) gjentas hver førtiende syklus eller periode, vil hver av de 400 separate verdier kunne oppnås fra en bestemt av de førti sinus- og kosinusverdier som ble lagret inn i prosessorkretsen 20 under initialiseringstrinnet 36. På denne måte kan lagerplassen i kretsen utnyttes effektivt.

Etter trinn 60 følger trinn 62 hvor en 1:5 interpolasjon utføres for å ekspandere de 400 verdier pr. sekund som ble oppnådd i trinn 60, til 2000 verdier pr. sekund. Interpolasjonen utføres ved å sette inn nuller mellom tilstøtende komplekse tall dannet i trinn 60 og deretter glatte ut resultatet ved hjelp av lavpassfiltreringsteknikk. En 1:8 interpolasjon utføres så i trinn 64 på nøyaktig samme måte, for å oppnå 16000 verdier pr. sekund.

Deretter utføres nok en kompleks blanding i trinn 66, idet hver av sinus- og kosinusleddene fremkommet i trinn 64 multipliseres med hvert av leddene

cos(2n6000n/16000)+j sin(2n6000u/16000),

hvor n er en bestemt av et sett på 16000 ledd (i Hz, syklus-antallet). Siden de to siste trigonometriske funksjoner har repetitiv natur vil hver av de 16000 ledd kunne oppnås ut fra ikke mer enn åtte sinusverdier som lagres i en tabell eller et register i prosessorkretsen 20. Denne tabell utledes av en enkelt av de førti lagrede sinus- og kosinusledd. En fortløpende verdi av disse føres ut til enheten 28 i trinn 40 og 52 (fig. 3). Merk at hvert av leddene cos(2n6000n/16000)+ j sin(2n6000/16000) full-stendig bestemmer både fase og amplitude av det første pilotsignal .

Det henvises nå til fig. 5 som viser de trinn som ut-føres ved prosessorkretsen 20 for å prosessere forovertalesignalene. I det tilfelle hvor disse signaler innledningsvis mottas fra linjen 24 vil de ha formatet 8 b og være mikrostrukturkodet (u-law-encoded). For å øke nøyaktigheten av prosesseringen av forovertalesignalet er det ønskelig å omvandle hvert innledningsvis mottatt mikrostrukturkodet forovertalesignal til et lineært kodet signal som består av en 8 b mantisse og en 5 b eksponent. Under prosesseringen av signalet skjer altså en kodeomvandling fra mikrokoding til lineær koding, i trinn 68. På stedet hvor en såkalt A-koding utføres skjer omvandlingen i trinn 8 som en A/lineær kodeomvandling.

Etter trinnet 68 innstilles forsterkningen for forovertalesignalet i trinn 70. Dette skjer ved å multiplisere signal-verdien med en skaleringsfaktor som tilveiebringes av styreenheten 32. Etter trinn 70 følger en 2:1 stavelseskomprimering av forovertalesignalet, i trinn 72. En slik komprimering skjer ved å utføre en fast punktdeling med anvendelse av en verdi (compc) som divisor, og compeangir da et lavpassfiltrert til-bakekoblingesignal bestemt av:

com<p>c<=>0,99375 compcl<+>0,006251 delay (compQ)|

hvor compcler verdien av compeunder utførelsen av trinnet 72 ved det tidligere gjennomløp (initialverdien av compcler da lik 1 og uttrykket "delay (comp0)" angir verdien av det siste forovertalesignal som ble komprimert (resultantverdien etter den tidligere utførelse av 72).

Etter trinn 72 foregår en frekvensgangkorreksjon kjent som "pre-emphazis"- eller forbetoning, (her skjer dette ved at en del av det foregående forovertalesignal ført til enheten 26

trekkes fra), i trinn 74 og i henhold til forskriften:

<V>out - l,319368(Vln-<0,>98 preemj

hvor Vouter det resulterende "betonte" signal, Vin er inngangs-signalet, og preemser det tidligere betonte forovertalesignal (initialverdi = 0) tilveiebragt under utførelsen av trinn 74 tidligere.

Etter trinn 74 begrenses forovertalesignalet i trinn 76, etter at det altså er forsterkningsregulert, komprimert og "betont". Begrensningen utføres ved rett og slett å kutte av en del av det resulterende forovertalesignal som frembringes etter trinnet 74. Det siste trinn i prosesseringen av signalet er å høypassfiltrere det (trinn 78) ved å benytte standardiserte signalprosessteknikker for digitalsignaler.

Fig. 6 viser som et flytdiagram de trinn som utføres av prosessorkretsen 20 for å detektere nærværet av den andre pilottone, nemlig den pilottone (SAT) som genereres i mobilenheten 12. Det første trinn, trinn 80 for detekteringen av det andre pilotsignal er å utføre en kompleks blanding (multiplikasjon) av det innkommende sampel av den andre pilottone ved å multiplisere verdien i leddet s+jO (hvor s er størrelsen av den digitaliserte verdi av pilotsignalet) med hvert av leddene cos(2n6000n/16000)+ j sin(2n6000n/16000) hvor n er en enkelt av antallet 6000 sykluser. Verdiene for sinus- og kosinusfunksjonene kan oppnås av de som ble tilveiebragt ved pilottonedannelsen beskrevet i til-knytning til fig. 4.

I det neste trinn, trinn 82, utføres en 8:1 desimering av de komplekse verdier som ble tilveiebragt i trinn 80. Typisk utføres desimeringen ved rett og slett å hoppe over annenhver verdi og deretter utføre en lavpassfiltrering helt til det gjen-står 2000 separate verdier eller sampler pr. sekund. Etter trinn 82 følger trinn 84 hvor det skjer en 5:1 desimering på samme måte som i trinn 82, for å redusere de 2000 sampler til 400 sampler pr. sekund.

Trinn 86 utføres deretter etter trinn 84, og i dette trinn utføres nok en kompleks blanding som skjer ved å multiplisere samplene frembragt i trinn 84 med hvert av de komplekse ledd cos(2nf^400)+j sin(2nf^400), hvor f1bestemmes av styreenheten 32 til å være hhv. -30 eller +30 i avhengighet av om frekvensen av det innkommende andre pilotsignal forventes å være5970, 6000 eller 6030 Hz, og n er en enkelt av de 400 sykluser. Verdiene av sinus- og kosinusfunksjonene oppnås av de førti lagrede verdier i lageret i prosessorkretsen 20.

Etter trinn 86 følger trinn 88 hvor på ny en desimering skjer, nå i skala 5:1. Herved fremkommer ca. 80 sampler som deretter glattes ved lavpassfiltrering på en måte som tilsvarer den desimering som ble utført i trinn 84. Etter trinn 88 lavpass-filtreres pilottonesamplene i trinn 90, og deretter utføres trinn 92 hvor effekten av det andre pilottonesignal fremskaffes ved å summere kvadratene av de lavpassfUtrerte sampler. Piloteffekten glattes deretter, hvorved det fremkommer en størrelse som kan kalles "glattet SAT-effekt" (SSP).

Også i trinn 92 utføres en kontroll av om effektnivået er over en bestemt terskel, i så fall betyr det at mobilenheten 12 holdes i samband med mottakeren 16 og senderen 14. Det er viktig å vite om et slikt samband eksisterer. Hvis nemlig for-bindelsen med mobilenheten har sviktet, hvilket indikeres med et fall i pilottone-effekten, må linjen 24 slås om til passiv stil-ling. Uheldigvis er det komplisert å kontrollere om pilotef fekten ligger ved eller over et bestemt effektnivå, siden effekten har en tendens til å variere, selv når mobilenheten 12 står i forbindelse med senderen 14 og mottakeren 16.

For å utføre denne effektkontroll benyttes derfor et spesielt "stabiliseringsskjema" (eng.: de-bounce), illustrert i flytdiagrammet på fig. 8. I utgangspunktet utføres en kontroll av om SSP ligger ved eller over et første nivå Sl ved å utføre lavpassfiltrering av SAT-effekten (trinn 94a). Hvis dette er tilfelle settes en bit som indikerer SSP-nivået til en bestemt tilstand, typisk = 0 (trinn 94b). Etter et fast intervall (trinn94c) hvor prosessorkretsen 20 får anledning til å fastslå om effektnivået virkelig er over nivået Slfutføres en kontroll av om det glattede effektnivå ligger under et annet nivå S2> S1(trinn 94d). Hvis dette er tilfelle settes indikatorbiten til motsatt tilstand (dvs. =1) (trinn 94e). Etter nok et fast intervall (94f) hvor prosessorkretsen 20 gis anledning til å fastslå om effekten er for lav, utføres en kontroll av om den glattede piloteffekt er større enn Sl (trinn 94a). Prosessen gjentas kontinuerlig. Ved å utføre fortløpende effektmålinger ved hjelp av forskjellige terskelnivåer vil den endelige bestemmelse av om pilotnivået ligger over det aktuelle terskelnivå gjøres mindre følsomt for nivåvariasjoner.

Det henvises nå til fig. 7 som viser et flytdiagram over de trinn som utføres av prosessorkretsen 20 ved prosessering av returtalesignalene. Det første trinn (trinn 96) i prosesseringen av returtalesignalet er å utføre en høypassfiltrering av det digitaliserte returtalesampel som mottas fra kode/dekode-enheten 26. Det neste trinn er avtoning (de-emphasizing) av det digitaliserte talesignalsampel (trinn 98) ved å legge til en del av det forsinkede (dvs. det tidligere) returtalesignal. Særlig utføres avtoning av returtalesignalet i trinn 98 i henhold til uttrykket:

<V>out = 0,07579385 Vln<+>0,98 deems

hvor Vouter det utgående (avtonede) returtalesignal, og Vlner det inngående returtalesignal, mens deemser det tidligere avtonede returtalesignal (initialverdi = 0) tilveiebragt under den foregående utførelse av trinn 98.

Etter trinn 98 gjennomgår det nå avtonede talesignal en 2:1 stavelsesekspansjon i det etterfølgende trinn 100. Ekspansjonen av returtalesignalet utføres ved fastpunkts multiplikasjon av signalet i henhold til:

ex<p>out<=>expi• expc

hvor expier det inngående returtalesignal som skal ekspanderes, expOut er utgangssignalet etter ekspansjonen, og expcer resultatet etter lavpassfiltreringen:

expc= (0,99375expcl<+0,>0062511 delay (expjl

hvor expcler verdien av expcunder den tidligere utførelse av trinn 100, og delay(exp±) er verdien av det tidligere returtalesignal til prosessorkretsen 20.

Etter trinn 100 følger trinn 102 hvor nivået av det nå ekspanderte returtalesignal reguleres med en skaleringsfaktor som tilveiebringes av styreenheten 32. Til slutt omvandles returtalesignalet som foreligger i digital form i prosessortretsen 20, nemlig i formatet åttebits mantisse og fembits eksponent, til et mikrostrukturkodet åttebits signal for overføring til linjen 24 i det etterfølgende trinn 104.

Ovenfor er gjennomgått en basisbåndprosessor 10 som på en fordelaktig måte tjener til prosessering av både forover- og returtalesignaler såvel som utførelse av funksjonene pilottone generering og -detektering. Basisbåndprosessoren ifølge oppfinnelsen benytter mest hensiktsmessig ett enkelt element, nemlig en prosessorkrets 20 for digitale signaler, for å utføre de funksjoner som er nødvendige, hvorved basisbåndprosessoren kan ut-føres meget kompakt og plassbesparende.

Det er klart at de utførelses former som er omtalt bare er illustrative, og forskjellige modifikasjoner og endringer vil kunne tenkes så lenge de holder seg innenfor rammen av de etter-følgende patentkrav.

Claims

1. Basisbåndprosessor (10) i en stasjonær hovedstasjon i et landbasert celleoppbygget telefonnett, og hvor hovedstasjonen omfatter en sender (14) for å sende ut både forover-signalene og en første overvåkende audiopilottone til en mobilenhet (12), og en mottaker (16) for å motta både returtalesignalene og en andre overvåkende audiopilottone fra mobilenheten (12), idet prosessoren (10) er innrettet for: prosessering av forover- og returtalesignalene, generering av den første audiopilottone, og detektering av den andre audiopilottone, og omfatter kode/dekodemidler (26, 28) for koding av forover- og returtalesignaler, KARAKTERISERT VED: en prosessorkrets (20) for digitale signaler og innrettet for: (a) periodisk opptak og prosessering av forovertalesignalene, (b) periodisk generering av fortløpende digitaliserte sampler av den første audiopilottone i pausen mellom to opptak av forovertalesignalene, (c) periodisk opptak og prosessering av returtalesignalene fra mottakeren (16), og (d) detektering av tilstedeværelsen av den andre audiopilottone som mottas i mottakeren (16) ved opptak av påfølgende digitaliserte sampler av denne pilottone, og bestemmelse av denne pilottones effektnivå i pausen mellom to opptak av forovertalesignalene, at kode/dekodemidlene (26, 28) også er innrettet for koding og dekoding av audiopilottonene som overføres mellom prosessorkretsen (20) og senderen (14) og mottakeren (12), og at et båndpassfilter (30) er anordnet for filtrering av signalene som er kodet/dekodet av kode/dekodemidlene (26, 28).

2. Fremgangsmåte for prosessering av signaler og omfattende periodisk opptak av et forovertalesignal og prosessering av dette for å utføre minst én forhåndsbestemt operasjon, KARAKTERISERT VED: periodisk generering av fortløpende digitaliserte sampler av en første overvåkende audiopilottone slik at minst to påfølgende sampler genereres innenfor intervallet mellom påfølg-ende opptak av forovertalesignalet, detektering av en andre overvåkende audiopilottone under hvert intervall mellom påfølgende opptak av forovertalesignalet ved å oppta minst to påfølgende sampler av den andre audiopilottone, hvoretter effektnivået av denne tone beregnes, og periodisk opptak og prosessering av returtalesignalene slik at minst ett slikt signal opptas og prosesseres inne i det signalintervall som følger etter opptak av et styresignal.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den første audiopilottone genereres ved: utførelse av en første kompleks blandeoperasjon ved å multiplisere det komplekse tall 1+jO med hvert av de komplekse ledd i uttrykket cos(2nf1n/x)+j sin(2nfxn/x), hvor f1er valgt i samsvar med den ønskede frekvens av den første audiopilottone, mens n er et vilkårlig tall i rekken 1, 2, 3....x av sykluser for uttrykket, idet x er et heltall, utførelse av en l:pxinterpolasjon og en lavpassfiltrering av de ledd som dannes ved fullføring av den første komplekse blandeoperasjon, for å ekspandere antallet ledd pxganger, idet pxer et heltall, utførelse av en l:p2interpolasjon og en lavpassfiltrering av de ledd som dannes etter den første interpolasjon, for å ekspandere antallet gjenværende ledd med p2, idet p2også er et heltall, og utførelse av en andre kompleks blandeoperasjon for de ledd som dannes etter den andre interpolasjon, ved å multiplisere hvert ledd med hvert av leddene i uttrykket

for å danne en rekke første sampler av den første audiopilottone, idet k er et vilkårlig tall i rekken syklustall: 1, 2, 3... (xPiP2).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den andre audiopilottone detekteres og dets effektnivå måles ved: utførelse av en kompleks blandeoperasjon for hvert på-følgende sampel av den andre audiopilottone ved å multiplisere det komplekse tall s+jO, hvor s er størrelsen av samplet, med hvert av et sett ledd

hvor k er et vilkårlig syklustall i tall følgen 1, 2, 3, 4...(ySjS2), idet y, sx og s2er heltall, utførelse av en s^l desimering og etterfølgende lav-passf iltrering av de ledd som dannes etter den komplekse blandeoperasjon, for å redusere antallet ledd oppnådd etter lavpassfiltreringen med en faktor slfutførelse av en andre kompleks blandeoperasjon ved å multiplisere hvert av de gjenværende ledd etter sx:1-desimeringen, med hvert av de komplekse ledd

hvor f1velges i samsvar med forventet frekvens for den andre audiopilottone, n er et vilkårlig tall i tallfølgen 1, 2, 3...x, og x er et heltall, utførelse av en s2:l desimering og etterfølgende lav-passf iltrering av de verdier som fremkommer etter den andre komplekse blandeoperasjon, utførelse av en lavpassfiltrering av de gjenværende sampler etter s2:1-desimeringen, og beregning av effektnivået for den andre audiopilottone ved å summere sampleverdienes kvadrater etter lavpass-f i1treringen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED bestemmelse av om audiopilottonens effektnivå ligger over et forhåndsbestemt første nivå.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at bestemmelsen av effektnivået utføres ved: (a) undersøkelse av om audiopilottonens effekt ligger over et første nivå, og hvis så er, indikasjon av at dette er tilfelle, (b) awenting av at et bestemt intervall gjennomløpes, (c) undersøkelse av om audiopilottonens effekt ligger under et andre forhåndsbestemt nivå, og hvis så er, indikasjon av at dette er tilfelle, (d) awenting av at et nytt forhåndsbestemt intervall er gjennom-løpt, og (e) gjentakelse av trinnene (a), (b), (c) og (d).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at forovertalesignalet signalbehandles ved: nivåregulering ved å regulere en forsterkning, komprimering, forhåndsbetoning (pre-emphasizing), begrensning og høypassfiltrering.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at returtalesignalet signalbehandles ved: høypassfiltrering, avtoning (de-emphasizing), ekspansjon og nivåregulering ved å regulere en forsterkning.