NO316826B1 - Linjesvitsjede overføringstjenester med variabel datahastighet i celledelte radiosystemer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en teknikk for å tilveiebringe linjesvitsjede bæretjenester i celledelte radiosystemer.

Evnen til å støtte linjesvitsjede bæretjenester med variabel datahastighet er en av de viktigste trekkene ved de digitale mobilkommunikasjonssystemene av tredje generasjon. Dette kravet kommer fra de anvendelser hvor overføringshas-tigheten for kildedata varierer med tid, men ikke nettopp på en «skurlignende» form. En slik data-overføringshastighet som varierer på «skurlignende» form med tid, kan normalt støttes av bæretjenester med pakkesvitsjet aksess, mens tjenes-ter med variabel hastighet fremdeles krever opprettholdelse av forbindelsen på linjesvitsjet form. Eksempler på anvendelser innbefatter talekodeker med variabel hastighet og videokodeker med variabel hastighet. Normalt kan den variable hastigheten for disse kodekene være begrenset til et antall faste verdier for dataover-føringshastighet, men den nødvendige variasjonshyppigheten kan være bemer-kelsesverdig stor, slik som fra én tale- eller video-ramme til den neste.

Fordelen ved disse kodekene er at kvaliteten på tale og video kan holdes nesten like god som om de fungerte ved den høyeste dataoverføringshastigheten, mens den gjennomsnittlige dataoverføringshastigheten er lavere enn topp-data-overføringshastigheten. Dette krever imidlertid at bæretjenestene som støtter disse kodekene, er i stand til å variere sin ovetøringshastighet over luftgrensesnittet slik at den redundante radiokanal-kapasiteten kan frigjøres for andre brukere når overføringshastigheten for kildedata reduseres fra sin toppverdi. Ellers ville bruken av disse kodekene med variabel hastighet ikke være noen fordel for systemet eller nettet, fordi faktoren som begrenser systemets kapasitet, er bruker-topphastigheten.

Fra publikasjonen EP-0-548939-A2 er kjent et transmisjonseffekt-kontrollet system for et mobilkommunikasjonssystem, hvor transmisjonseffekten øker eller avtar avhengig av bitfeil-hyppighet. Videre er det fra publikasjonen WO 94/18756-A1 kjent et system og en metode for kontrollering av et effektnivå mellom en brukerenhet og en baseenhet i et trådløst kommunikasjonssystem. Metoden omfatter blant annet at enheter justerer effektnivået for mottatte signaler til et bestemt kvalitetsnivå.

Den nåværende generasjon av digitale mobilkommunikasjonssystemer støtter ikke linjesvitsjede bæretjenester med variabel hastighet, selv om eventuelle nødvendige forandringer i brukergrensesnitt-hastighet i prinsipp kan tas i betraktning ved hjelp av overleverings-prosedyren (handover procedure), hvor forbindelsen i løpet av overleveringen gis over til en annen bæretjeneste, som ofte er tilknyttet allokering av en radiokanal-ressurs. Denne prosedyren er langsom, og den kan ikke benyttes til å støtte eventuelle hurtige forandringer i brukerkilde-bithastigheten, slik som forandringer frembrakt f .eks. av en tale- eller videokodek med variabel hastighet.

Avbrutt eller diskontinuerlig sending (DTX) er en annen måte å oppnå variasjon av dataoverføringshastighet på i nåværende mobilkommunikasjonssystemer. DTX viser til en fremgangsmåte som overføringen til radiobanen kan avbrytes ved hjelp av, gjennom varigheten av pauser som opptrer i talen. Dette sikter på å redusere effektforbruket under sending, hvilket er absolutt avgjørende for mobiltelefoner, og det generelle interferensnivået på radiostrekningen, hvilket har virkning på systemets kapasitet. F.eks. i det paneuropeiske digitale mobilkommunikasjonssystemet GSM sender vanligvis en sender (en mobilstasjon eller basestasjon) en trafikk-skur for hver TDMA-ramme (dvs. 96 skurer/480 ms) inntil . tale-kodeken detekterer en taus periode i talesignaiet. Senderen sender således bare 12 skurer/480 ms. Dette sparer sendeeffekt, og reduserer interferens som bevirkes overfor andre samkanal-brukere.

Fordi radioressursene i mobilkommunikasjonssystemet er tildelt av basestasjon-styringsenheten eller mobilsentralen i form av tidsluker, er det ikke enkelt

å gjen-bruke den frigitte radiokapasiteten øyeblikkelig for andre brukere, når kildedata-overføringshastigheten blir redusert. På samme måte er det heller ikke enkelt å ta ekstra radiokapasitet i bruk øyeblikkelig når kildehastigheten øker. Dette betyr at det ikke oppnås noen betydelig fordel f.eks. fra bruken av tale- og video-kodeker med variabel hastighet, i et mobilkommunikasjonssystem, sett fra nettets synspunkt.

Målet for oppfinnelsen er et mobilkommunikasjonssystem som støtter linjesvitsjede bæretjenester med variabel hastighet på en måte som forbedrer mobil-kommunikasjonssystemets ytelse.

Dette oppnås med en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for sending av et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal på en linjesvitsjet forbindelse i et celledelt radionett når brukersignalets bithastighet varierer under sendingen, hvilken fremgangsmåte kjennetegnes ved

å tildele den linjesvitsjede forbindelsen en kapasitet som tilsvarer den maksimale bithastighet for et brukersignal med variabel hastighet,

å benytte den linjesvitsjede forbindelsens ekstra kapasitet til å forbedre forbindelsens interferens-toleranse når brukersignalets bithastighet er lavere enn den nevnte maksimale bithastighet, og

å redusere sendeeffekten i forhold til den forbedrede interferens-toleranse

når brukersignalets bithastighet er lavere enn den maksimale bithastigheten.

Oppfinnelsen angår videre celledelte radionett slik som angitt i krav 5 og 6. Oppfinnelsen angår videre en sender slik som angitt i krav 7 og en sender/mottaker slik som angitt i krav 8.

Den tilnærmingsmåte som tilveiebringes av foreliggende oppfinnelse for å utnytte linjesvitsjet tale- eller dataoverføring med variabel hastighet, er helt anner-ledes enn de tidligere kjente løsninger. Når brukerens kildehastighet reduseres fra sin toppverdi, frigjøres ikke den overflødige eller redundante radiokapasitet, dvs. en tidsluke eller en del av denne, fra denne brukeren. Det forsøkes således ikke å tildele den «ekstra» radiokapasiteten til andre brukere. I stedet benyttes den over-flødige radiokapasiteten til mer effektiv kanalkoding eller bit-gjentakelse for å opprettholde en konstant total bithastighet. Samtidig reduseres den sendeeffekt som

benyttes i tidsluken, i samsvar med graden av vinning ved den forbedrede koding-en. Dette sikter på å opprettholde en hovedsakelig konstant forventet bitfeil-hyppighet for alle de overførte informasjonsbiter, uansett den faktiske kildehastighet. Som resultat vil mobilkommunikasjonssystemet dra fordel av det reduserte interferensnivået, hvilket baseres på samme prinsipp som avbrutt/ diskontinuerlig sending. I realiteten vil mobilkommunikasjonsnettets interferensnivå bli det samme som i tilfeller hvor hver bruker opererer ved gjennomsnittlig bithastighet, hvilket betyr at systemets radiokapasitet nå styres av den gjennomsnittlige brukerhastig-het, ikke av topphastigheten slik som i de tidligere kjente systemer. Denne ideen er også verifisert ved hjelp av nett-simuleringer, hvor en forbedring på omkring 50% i kapasiteten kan realiseres, når det antas at hver brukers gjennomsnittlige hastighet er halvparten av topphastigheten, på grunn av det reduserte interferensnivået og således gjenbruks-faktoren. Gjenbruks-faktoren indikerer, uttrykt

ved antallet celler, de intervaller som de samme frekvenser opptrer på nytt med i mobilkommunikasjonsnettet.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives ved hjelp av foretrukne utførel-sesformer av oppfinnelsen og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor

Fig. 1 viser et blokkdiagram over en sender med variabel hastighet ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 viser et blokkdiagram over en mottaker med variabel hastighet ifølge oppfinnelsen, Fig. 3 viser et diagram som illustrerer sendeeffekt som funksjon av tid i senderen ifølge oppfinnelsen, og Fig. 4 er et diagram som illustrerer innfelling (interleaving) for taleblokken.

Oppfinnelsen er egnet for digitale mobilkommunikasjonssystemer som støt-ter linjesvitsjet tale- eller dataoverføring med variabel hastighet. Oppfinnelsen er spesielt velegnet til bruk i tilknytning til tale- eller video-kodeker med variabel hastighet.

Foreliggende oppfinnelse kan generelt anvendes i multiaksess-opplegg og for trafikkanaler av forskjellige typer. Det fysiske begrep «trafikkanal» varierer i forskjellige multiaksess-metoder, og bestemmes primært ved hjelp av en tidsluke i TDMA-systemer, ved hjelp av en spredningskode i CDMA-systemer, ved hjelp av en radiokanal i FDMA-systemer, ved hjelp av en kombinasjon av de ovenstående osv. Den grunnleggende idé ved foreliggende oppfinnelse er imidlertid uavhengig av typen trafikkanal og multiaksess-metode som benyttes.

I det følgende skal oppfinnelsen illustreres ved hjelp av tale-overføring og tale-koding med variabel hastighet, men de samme prinsipper angår videoover-føring eller dataoverføring med variabel hastighet.

I digitale telekommunikasjonssystemer som benyttes for å overføre tale, er de følgende to kodings-operasjoner vanligvis rettet mot talesignalet: tale-koding og kanal-koding.

Tale-koding består av tale-innkoding som utføres i en sender (fig. 1) ved hjelp av en talekoder 2, og tale-dekoding som utføres i en mottaker (fig. 2) av en tale-dekoder 22. Et talesignal som kommer fra en mikrofon 1, komprimeres i talekoderen 2 slik at antallet biter pr. tidsenhet som kreves for å representere signalet, reduseres, hvorved overføringskapasiteten som er nødvendig for å overføre talesignalet, også reduseres. Taledekoderen 22 som befinner seg i mottakeren, utfø-rer en omvendt operasjon, og syntetiserer talesignalet fra biter som frembringes av talekoderen 2. Det syntetiserte talesignalet påtrykkes på en høyttaler 21.

I dagens mobilkommunikasjonssystemer er vanligvis overføringshastigheten som frembringes av talekoderen, konstant. F.eks. i det pan-europeiske mobilkommunikasjonssystemet GSM (Global System for Mobile Communication) komprimerer en talekoder for en fullhastighets trafikkanal et talesignal ned til en overføringshas-tighet på 13 kbit/s. Talekoderen 2 ifølge oppfinnelsen er imidlertid en koder med variabel hastighet, slik at overføringshastigheten (tale-biter/sekund) som tilveiebringes av koderen 2, kan variere i samsvar med mengden av taleinformasjon som skal overføres. Den variable hastigheten for slike kodere begrenses vanligvis til en mengde faste verdier for dataoverføringshastighet. I utførelsesformen av oppfinnelsen som vises i fig. 1-5, er de mulige dataoverføringshastigheter for talerammene som tilveiebringes av talekoderen 2, lik S1, S2, S3, S4 og S5. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til et spesielt antall hastigheter, men antallet kan variere fra to til uendelig. Overføringshastigheten for det talesignal som frembringes av talekoderen 2, kan bestemmes spesifikt for hver taleramme, dvs. to suksessive talerammer kan ha forskjellige overføringshastigheter S. Hurtigheten av variasjon i overføringshastigheten er imidlertid ikke avgjørende fra oppfinnel-sens synspunkt, og oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til det ovenstående eksemplet. Det nøyaktige format av de talerammer som frembringes av talekoderen 2, er heller ikke avgjørende for oppfinnelsen. Et eksempel på talerammens format er en taleramme i GSM-mobilkommunikasjonssystemet, beskrevet i kap. 06 i GSM-rekommandasjonene.

Kanalkoding består av ka n a Ih nn kod ing som utføres i senderen (fig. 1) av en kanalkoder 3, og kanal-dekoding som utføres i mottakeren (fig. 2) av en kanal-dekoder 23. Formålet ved kanalkodingen er å beskytte de talekodings-biter som skal overføres, fra feil som opptrer i overføringskanalen. Ved hjelp av kanalkoding er det mulig enten bare å detektere hvorvidt det har forekommet feil i talekodings-bitene under overføringen, uten å ha noen evne tii å korrigere det, eller så kan kanalkodingen være i stand til å korrigere feilene som har forekommet under over-føringen, dersom antallet feil er lavere enn et spesifisert maksimumstall som avhenger av kanalkodings-metoden.

Valget av kanalkodings-metode som benyttes, avhenger av overførings-kanalens kvalitet. I faste transmisjonsnett er sannsynligheten for feil ofte svært liten, og den nødvendige kanalkodingen er av lett type. I trådløse nettverk, slik som mobilnett, er derimot sannsynligheten for feil i overføringskanalene ekstremt høy, og virkningen av den benyttede kanalkodings-metoden på den talekvalitet som oppnås, er betydelig. I mobilnett anvendes vanligvis både feildetekterende og feilkorrigerende kanalkodings-metoder samtidig. 1 det følgende skal funksjonen av kanalkodingen gjennomgås ved hjelp av et eksempel. Bitene (talerammene) som frembringes av talekoderen 2, påtrykkes på kanalkoderen 3, som legger til disse et antall feilkontroil-biter. Den endelige overføringshastigheten på radiostrekningen er summen av talekodings-biter og kanalkodingsbiter pr. tidsenhet. Som et eksempel på kanalkoding kan nevnes kanalkodingen i en fullhastighets overføringskanal i GSM-systemet. Talekodings-biter som frembringes av talekoderen og har overføringshastighet på 13 kbit/s, behandles med en feilkorrigerings-algoritme som bevirker en økning på 9,8 kbit/s i overføringshastighet, hvilket resulterer i total overføringshastighet for talesignalet på 22,6 kbit/s i trafikkanalen. Kanaldekoderen dekoder kanalkoding i mottakeren slik at bare bitstrømmen 13 kbit/s som frembringes av talekoderen, påtrykkes på tale-dekoderen. I forbindelse med kanal-dekodingen detekterer og/eller korrigerer kanal-dekoderen feil som opptrer i kanalen, om mulig. I GSM-systemet anvendes det konvolverings-koding (follingskoding), hvis effektivitet kan uttrykkes ved hjelp av et follingskodings-forhold X/Y som indikerer at i kanalkodingen representeres X informasjonsbiter av Y kodebiter.

I samsvar med oppfinnelsen har kanalkoderen 3 en rekke kanalkodinger som velges i samsvar med den overføringshastighet S som tilveiebringes av talekoderen 2, slik at overføringshastigheten R i radiogrensesnittet er hovedsakelig konstant. I utførelsesformen i fig. 1 velger en styringsenhet 9 kanalkodingen for kanalkoderen 3 på grunnlag av informasjon som oppnås fra talekoderen 2, idet denne informasjonen indikerer den overføringshastighet som benyttes i talerammen.

Kanalkodede taleblokker som frembringes av kanalkoderen 3, innfelles (in-terleaved) i en innfellingsanordning 4. Som resultat av innfellingen overføres taleblokken i fler enn en tidsluke, hvorved transiente forstyrrelser som opptrer i en enkelt tidsluke, slik som hurtige fadinger på radiostrekningen, ikke ødelegger inn-holdet av taleblokken fullstendig. Fig. 3 illustrerer en måte å innfelle på (interleaving) som benyttes i den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen. Den øvre del av 4 viser en kanalkodet taleblokk som frembringes av koderen 3, hvor lengden av taleblokken etter kanalkodingen er fire ganger så lang som lengden av et datafelt for en tidsluke. Deler med et datafelts lengde i en kanalkodet taleblokk illustreres i fig. 4 med underblokkene I, II, III og IV. Bitene i underblokkene I, II, III og IV kan være i den rekkefølge som frembringes ved kanalkoding, eller, som i den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, så blander innfeilingsanordningen 7 rekkeføl-gen av bitene i taleblokken i samsvar med en bestemt blande-algoritme, hvorved overføringsfeilene gjøres vilkårlige over hele den kanalkodede taleblokken. Dette resulterer i en ensartet bitfeil-hyppighet over hele taleblokken. Den nedre del av fig. 4 illustrerer i tidsdomenet et TDMA-signal som sendes på én bærebølge, hvilket signal består av TDMA-rammer som opptrer etter hverandre. Hver TDMA-ramme består av åtte tidsluker TS0-TS7. Anta at i eksempelets tilfelle er det etab-lert en linjesvitsjet forbindelse på en trafikkanal som benytter tidsluke TS4. Innfeilingsanordningen 4 innsetter således underblokkene fra den kanalkodede taleblokken i tidsluke TS4 i fire suksessive TDMA-rammer 1, 2, 3 og 4. Mer nøyaktig uttrykt, så innføres underblokk I fra taleblokken i tidsluke TS4 i TDMA-ramme 1, underblokk II i ramme 2, underblokk III i ramme 3 og underblokk IV i ramme 4. Som resultat av innfellingen overføres taleblokken over radiogrensesnittet i minst fire tidsluker, hvorved de mottatte bitene også er oppdelt i minst fire klasser i samsvar med bitfeil-hyppigheten. F.eks. en sterk forstyrrelse som opptrer i tidsluke TS4 for ramme 2, degraderer bare bitfeil-hyppigheten for underblokk II, mens bitfeil-hyppigheten for underblokkene I, II, III og IV forblir god. I mottakeren utfører innfeilingsanordningen 24 motsatte operasjoner. Med andre ord samler den sam-men underblokkene I, II, III og IV fra tidsluke TS4 i fire suksessive TDMA-rammer 1, 2, 3 og 4, og genererer en kanalkodet taleblokk fra disse. Dersom bitene i en kanalkodet taleblokk er blandet i innfeilingsanordningen 4 før utsendelse, returnerer tilbakefellingsanordningen 24 (deinterleaver) den opprinnelige rek-kefølge av bitene med samme algoritme. Som resultat at disse operasjonene opptrer f.eks. den forstyrrelse som forekom i tidsluke TS4 i TDMA-ramme 2 bare som enkeltbit-feil i den kanalkodede talerammen. Slike enkeltbit-feil kan i sin tur enkelt korrigeres ved hjelp av kanal-dekoderen 23, som tilbakefellingsanordningen 24

leverer den mottatte kanalkodede taleblokken til.

Det må bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke krever innfelling (interleaving), og dette kan således utelates uten at dette har noen effekt for operasjo-nen ifølge oppfinnelsen. Innfelling er imidlertid en viktig funksjon fra et ytelses-synspunkt for radiosystemet, og innfellingen har således blitt tatt inn ved beskri-velsen av den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen. Den beskrevne innfellings-metoden er imidlertid bare et eksempel, og oppfinnelsen kan anvendes i forbindelse med alle innfellings-metoder, med ett unntak. I oppfinnelsen benyttes bare en kanalkoding og sendeeffekt innenfor en taleblokk. Det er derfor mulig å sende biter fra bare en kanalkodet taleblokk i én tidsluke. Det er ikke fordelaktig å anvende blokk-innfelling, hvor tilstøtende taleblokker innfelles for sending i samme tidsluke, fordi i et slikt tilfelle er det ikke mulig å velge kanalkoding og sendeeffekt fritt i de tilstøtende blokkene. Denne type blokk-innfelling (block inter-

leaving) benyttes for tiden i GSM-mobilkommunikasjonssystemet.

I samsvar med oppfinnelsen er en rekke forskjellige kanalkodinger med forskjellige feilkorrigerings-evner tilgjengelige i kanal-dekoderen 23 i mottakeren (fig. 2), og blant disse kanalkodingene må kanal-dekoderen 23 velge den riktige for hver taleramme. Forandringen i data-overføringshastighet, og således kanalkodingen og forandringen i effektnivået som er knyttet til denne, aktiveres hver gang automatisk av senderen hos den deltaker med kilde-bithastighet som

har forandret seg. Fordi dataforbindelser vanligvis er av to-veis type (dupleks-forbindelse), kan d ata-ove rfø rings ha stig hete ne i de forskjellige senderetninger, kanalkodingen og sendeeffekten variere uavhengig av hverandre. En sender som forandrer sin dataoverføringshastighet må informere mottakersiden om hvilken spesifikk dataoverføringshastighet og således hvilken kanalkoding og hvilket effektnivå som benyttes i den aktuelle talerammen. Denne hastighets-informasjonen kan sendes i form av signalering innen båndet (in-band signalling), enten for å indikere den faktiske hastigheten eller bare for å indikere når en forandring foregår i hastigheten. En alternativ måte, som også anvendes av mottakeren

(fig. 2) ifølge den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, er å detektere en spesifikk dataoverføringshastighet og således en spesifikk kanalkoding og et spesifikt effektnivå bare på mottakersiden, uten å benytte noen spesiell signalering fra senderen til mottakeren. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen bufrer kanal-dekoderen 23 den kanalkodede talerammen som mottas fra tilbakefellingsanordningen 24 (deinterleaver), og tester hver kanalkoding som er tilgjengelig i kanal-dekoderen på talerammen. 1 et slikt tilfelle gir bare den kanalkoding som anvendes av kanalkoderen i senderen, etdeteksjonsresultat som har tilstrek-kelig god bitfeil-hyppighet, mens de andre kanal-dekodingene som testes, avvises på grunn av overdrevne deteksjonsfeil. . Fra innfeilingsanordningen 4 påtrykkes TDMA-rammene ifølge fig. 4 på en skur-danner 5, som danner en kort skur, en bit-sekvens, som skal sendes i hver tidsluke TS0-TS7. Et eksempel på en slik skur er en skur som anvendes på trafikkanalen i GSM-systemet. En dannet skur (burst) modulerer en RF-modulator 6, som danner en tilsvarende radiofrekvent skur. Den dannede radiofrekvens-skuren påtrykkes via radiofrekvens-elementer, slik som en effektforsterker og en kombi-nerer, på en senderantenne 8 for å bli utsendt på radiostrekningen. Blokkene 5, 6, 7 og 8 kan implementeres f.eks. ved hjelp av radiofekvens-elementer som for tiden benyttes i GSM-mobiltelefonene fra Nokia Mobil Phones Incorporated og i basestasjonene fra Nokia Telecommunications Incorporated. Et radiofrekvens-element 7 omfatter også en justerbar attenuator og/eller forsterker som justerer det RF-effektnivå som går til antennen 8 i samsvar med et styresignal TX_POWER. Styresignalet TX_POWER genereres ved hjelp av en styreenhet 9 i henhold til talekoderens 2 bruker-hastighet og/eller kanalkoderens 3 kanalkoding, slik det skal beskrives nedenfor i nærmere detalj.

I mottakeren påtrykkes RF-signalet som mottas av en mottakerantenne 27, via radiofrekvens-elementer 26 (RF-elementer) på en demodulator 25, hvor de mottatte skurene demoduleres til basisbåndets frekvens. Fra demodulatoren 25 leveres en rammestruktur i samsvar med den nedre del av fig. 4, til en tilbakefel-lingsanordning (deinterleaver) 24, hvor rammestrukturen behandles av tilbakefellingsanordningen 24 på den måte som er beskrevet ovenfor.

I det følgende skal senderens og mottakerens funksjon ifølge fig. 1 og 2 gjennomgås ved hjelp av et eksempel. Med henvisning til fig. 5, og med antakelse om at talekoderen 2 og tale-dekoderen 22 har fem tilgjengelige talekodings-hastigheter, dvs. S1, S2, S3, S4 og S5, hvor SK S2 < S3 < S4 < S5, dvs. S5 er den maksimale hastighet og S1 er minimumshastigheten. Tilsvarende har kanalkoderen 3 og kanal-dekoderen 23 fem forskjellige kanalkodinger, og økningene i overføringshastighet som forårsakes av kanalkodingene, er C1, C2, C3, C4 og C5, slik at den totale overføringshastigheten R ved utgangen av kanalkoderen 3 og på inngangen til kanal-dekoderen 23, er hovedsakelig konstant. Økningen i overfø-ringshastighet som forårsakes av kanalkoding, omtales her som kanalkodingshastighet. Med andre ord tilsvarer den kanalkoding, eller kanalkodingshastighet (den dårligste kanalkodingen) som bevirker lavest økning i overføringshas-tighet, den maksimale talekodings-hastigheten S5, og den høyeste kanalkodingshastigheten C1 (den mest effektive kanalkodingen) tilsvarer den laveste talekodings-hastigheten S1. Følgelig er C1 > C2 > C3 > C4 > C5. Det er mulig i noen anvendelser at det ikke finnes noen kanalkoding i det hele tatt for den maksimale talekodingen S5, dvs. C5 = 0. På nytt tilsvarer et spesifikt RF-sendenivå P1, P2, P3, P4 og P5 hvert par av talekodings-hastighet/kanalkodings-hastighet S1/C1, S2/C2, S3/C3, S4/C4 og S5/C5, hvor P1 > P2 > P3 > P4 > P5. Ved en lav talekodingshastighet S1 anvendes med andre ord en høy kanalkodingshastighet C1 (effektiv feilkorrigering) og en lav sendeeffekt P1.

Talekodingshastigheten S, kanalkodingshastigheten C og sendeeffekten P varierer med fordel fra en taleblokk til en annen. Dette illustreres med diagrammet i fig. 3. I løpet av tidsperioden 0-T1 sendes den første taleblokken, hvor talekodingshastigheten S2, kanalkodingshastigheten C2 og sendeeffekten P2 anvendes. I den andre taleblokken anvender talekoderen 2 en høyere talekodingshastighet S3, hvorved styreenheten 9 velger for kanalkoderen 3 kanalkodingshastighet C3, og dirigerer RF-elementene 7 til å anvende sendeeffekt P3. Talekoderen 2 velger for den tredje taleblokken den laveste talekodingshastigheten S1, og som resultat av dette velger styreenheten 9 kanalkodingen C1 og den laveste sendeeffekten P1. For den fjerde taleblokken velger kanalkoderen 2 talekodingshastigheten S4, og som resultat av dette må styreenheten 9 velge en lavere kanalkodingshastighet C4 og en tilsvarende høyere sendeeffekt P4. Som resultat av dette varierer sendeeffekten P stadig med den benyttede overføringshastigheten, hvilket forårsaker at den gjennomsnittlige sendeeffekten Pave forblir betraktelig lavere enn den maksimale sendeeffekten P5 som kreves av den høyeste talekodings-hastigheten S5.1 konvensjonelle mobilkommunikasjonssystemer, hvor effektnivået ikke varierer med overføringshastigheten, er sendeeffekt-nivået konstant innstilt på nivå P5 i samsvar med den høyeste talekodingshastigheten S5. Foreliggende oppfinnelse resulterer således i betraktelig lavere gjennomsnittlige effektnivåer, og følgelig lavere interferensnivåer i mobilnettet, hvilket forenkler gjenbruk av frekvenser i det celledelte nettet.

Det må bemerkes at samtidig med effektnivå-innstillingen ifølge oppfinnelsen, benyttes det også standardmessig effektjusterings-algoritmer for det celledelte radionettet, og disse algoritmene benyttes for å ta i betraktning avstanden mellom mobilstasjonen og basestasjonen.

I en andre utførelsesform av oppfinnelsen benyttes ikke den ekstra kapasitet som tilveiebringes av den lavere talekodingshastigheten, til mer effektiv kanalkoding, men til å gjen-utsende samme informasjon i flere suksessive tidsluker. Når skurer som mottas i separate tidsluker og som inneholder de samme informasjonsbiter, kombineres i mottakeren, oppnås det en diversitetsmottaking for flerbane-fading (tidsdiversitets-mottaking), som forbedrer forbindelsens toleranse overfor forstyrrelser. Sendeeffekten kan således skjærer ned i en grad som kom-penserer den forbedrede interferens-toleranse som oppnås ved hjelp av diversi-tetsmottakingen, slik at bitfeil-hyppigheten for forbindelsen hovedsakelig forblir på det opprinnelige nivå. Talekodingshastigheten kan således utnyttes som en lavere gjennomsnittlig sendeeffekt, og således som et lavere interferensnivå i det celledelte nettet. Denne alternative utførelsesformen skal beskrives i det følgende, på nytt med henvisning til blokkdiagrammene i fig. 1 og 2.

Senderen i fig. 1 er hovedsakelig lik senderen i den foretrukne utførelses-form av oppfinnelsen, bortsett fra det faktum at kanalkoderen 3 bare har en tilgjengelig kanalkoding. Anta at talekodingshastigheten for talekoderen 2 faller fra den maksimale hastighet til halvparten. Følgelig reduseres antallet tale-informasjonsbiter som frembringes av talekoderen 2 til det halve. Styreenheten 9 forsynes med informasjon om en lavere talekodingshastighet av talekoderen, og den dirigerer kanalkoderen 3 inn i en gjen-utsendelsesmodus. I igjen-utsendelsesmodus holder kanalkoderen 3 på samme kanalkoding som ved full hastighet, men den danner en kanalkodet taleblokk som inneholder dobbelt så mange taleinformasjonsbiter som det som mottas fra talekoderen 2. Underblokkene I og II i den kanalkodede taleblokken i fig. 4 kan f.eks. inneholde de første tale-informasjonsbitene, og underblokkene III og IV kan inneholde de samme tale-informasjonsbitene en gang til. Innfeilingsanordningen 4 innfeller underblokkene fra den taleramme som mottas fra kanalkoderen 3, i samsvar med fig. 4, i fire suksessive tidsluker TS4 som skal sendes i skurer til mottakeren. Samtidig dirigerer styreenheten 9 radiofrekvens-elementene 7 til å benytte en lavere sendeeffekt som tilsvarer halvhastighets talekoding. En kanalkodet taleblokk kan med fordel inneholde en styreparameter som flerfoldiggjør den samme informasjon som inneholdes i taleblokken, flere ganger. I eksemplet som er gjennomgått ovenfor, ble samme tale-informasjon sendt to ganger, men når talekodingshastigheten reduseres til en tredjedel, kan antallet gjen-utsendelser være tre, når talekodingshastigheten reduseres til en fjerdedel, kan antallet gjen-utsendelser være fire, osv.

I mottakeren benyttes flergangers utsendelse av taleinformasjonen i tidsdiversitets-mottaking. Dette kan utføres på en rekke forskjellige måter. I en utførel-sesform av oppfinnelsen danner tilbakefellingsanordningen (deinterleaver) 24 en taleblokk av skurer som mottas i fire suksessive tidsluker TS4, hvor taleblokken leveres til kanal-dekoderen 23 slik som omtalt ovenfor. Kanal-dekoderen 23 dekoder taleblokken med bruk av samme kanalkodings-metode hver gang. Den kan således detektere på grunnlag av en styreparameter som inneholdes i den kanalkodede taleblokken, at taleblokken inneholder samme informasjon flere ganger. Kanal-dekoderen 23 kan gjøre bruk av flerfoldig taleinformasjon f.eks. ved å velge de tale-informasjonsbiter som har den laveste bitfeil-hyppigheten, og overføre disse tale-informasjonsbitene til taledekoderen 22. De andre taleinformasjonsbitene som inneholder samme informasjon, blir således forkastet. Alternativt kan kanal-dekoderen 23 kombinere gjenutsendte taleinformasjonsbiter med en passende metode, og levere den kombinerte taleinformasjonen til taledekoderen 22.

Figurene og forklaringen knyttet til disse, er bare ment å illustrere foreliggende oppfinnelse. Oppfinnelsen kan variere i sine detaljer innen omfanget av og idéen ved den oppfinnelse som fremgår av de vedføyde kravene.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for overføring av et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, på en linjesvitsjet forbindelse i et celledelt radionett når brukersignalets bithastighet varierer under overføringen, karakterisert ved : å tildele til den linjesvitsjede forbindelsen en kapasitet som tilsvarer den maksimale bithastighet for et brukersignal med variabel hastighet, å benytte den linjesvitsjede forbindelsens ekstra kapasitet til å forbedre forbindelsens forstyrrelses-toleranse når brukersignalets bithastighet er lavere enn den nevnte maksimale bithastigheten, og å redusere sendeeffekten i forhold til den forbedrede forstyrrelses-toleransen når brukersignalets bithastighet er lavere enn den maksimale bithastigheten.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved å redusere sendeeffekten i forhold til den forbedrede forstyrrelses-toleransen slik at bitfeil-hyppigheten forblir hovedsakelig konstant.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forbedringen av det overførte signalets forstyrrelses-toleranse omfatter å ta i bruk en mer effektiv kanalkoding.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forbedringen av det overførte signalets forstyrrelses-toleranse omfatter flerfoldig overføring av bruker-informasjonsbiter for diversitetsmottaking.

5. Celledelt radionett for overføring av et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, på en linjesvitsjet forbindelse, hvor signalets bithastighet varierer under overføringen, karakterisert ved at den linjesvitsjede forbindelsens kapasitet tilsvarer den maksimale bithastighet for brukersignalet med variabel hastighet, systemet har tilgjengelig en rekke kanalkodinger med forskjellige effektivite-ten, en kanalkoding for hver bithastighet for brukersignalet, slik at den linjesvitsjede forbindelsens ekstra kapasitet benyttes til å forbedre forbindelsens forstyrrelses-toleranse når brukersignalets bithastighet er lavere enn den maksimale bithastigheten, og sendeeffekten avhenger av kanalkodingen som benyttes slik at sendeeffekten reduseres med økende effektivitet av kanalkodingen mens bitfeil-hyppigheten forblir hovedsakelig konstant.

6. Celledelt radionett hvor et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, overføres på en linjesvitsjet forbindelse, hvor signalets bithastighet varierer under overføringen, karakterisert ved at den linjesvitsjede forbindelsens kapasitet tilsvarer den maksimale bithastighet for brukersignalet med variabel hastighet, systemet er innrettet for å benytte den linjesvitsjede forbindelsens ekstra kapasitet til flerfoldig overføring av bruker-informasjonsbitene for å forbedre systemets forstyrrelses-toleranse, idet kapasiteten frigjøres når brukersignalets bithastighet er lavere enn eller lik halvparten av den maksimale bithastigheten, og systemet er innrettet for å benytte den forbedrede forstyrrelses-toleransen til å redusere sendeeffekten og således systemets interferensnivå.

7. Sender for sending av et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, på en linjesvitsjet forbindelse i et celledelt radiosystem, hvilken sender omfatter en kilde (2) for et brukersignal med variabel bithastighet, slik som en tale-eller videokoder, en kanalkoder (3), og en radiosenderenhet (7) med justerbar sendeeffekt, karakterisert ved at kapasiteten som er tildelt den linjesvitsjede forbindelsen, tilsvarer brukersignalets maksimale hastighet, kanalkoderen (3) har, for brukersignalets maksimale bithastighet, en første og forholdsvis minst effektive kanalkoding eller ingen kanalkoding i det hele tatt, og for hver lavere bithastighet for brukersignalet, en relativt effektivere kanalkoding som utnytter den linjesvitsjede forbindelsens kapasitet, og som utløses av den lavere overføringshastigheten, for å forbedre forbindelsens forstyrrelses-toleranse, og radiosenderenhetens (7) sendeeffekt (TX_POWER) avhenger av den kanalkoding som benyttes av kanalkoderen slik at sendeeffekten reduseres med den økende effektivitet av kanalkodingen, mens bitfeil-hyppigheten forblir hovedsakelig konstant.

8. Sender/mottaker for sending av et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, på en linjesvitsjet forbindelse i et celledelt radiosystem, omfattende en kilde (2) for et brukersignal med variabel bithastighet, slik som en tale-eller videokoder, en kanalkoder (3), en kanal-dekoder (23), en radiosenderenhet (7) med justerbar sendeeffekt, og en radiomottakerenhet (26), karakterisert ved at den linjesvitsjede forbindelsens tildelte kapasitet tilsvarer brukersignalets maksimale hastighet, kanalkoderen (3) har, for brukersignalets maksimale bithastighet, en første og forholdsvis minst effektive kanalkoding eller ingen kanalkoding i det hele tatt, og for hver lavere bithastighet for brukersignalet, en relativt effektivere kanal-koding som utnytter den linjesvitsjede forbindelsens kapasitet, og som frigjøres av den lavere overføringshastigheten, for å forbedre forbindelsens forstyrrelses-toleranse, radiosenderenhetens (7) sendeeffekt avhenger av den kanalkoding som benyttes av kanalkoderen slik'at sendeeffekten reduseres med økende effektivitet av kanalkodingen, mens bitfeilhyppigheten forblir hovedsakelig konstant, og kanal-dekoderen (23) er innrettet for å teste den nevnte første og hver av de effektivere kanalkodingene på det mottatte signalet, og å velge den kanalkoding som har det laveste antall feil.

9. Sender/mottaker for å sende et brukersignal, spesielt et tale- eller videosignal, på en linjesvitsjet forbindelse i et celledelt radiosystem, omfattende en kilde (2) for et brukersignal med variabel bithastighet, slik som en tale-eller videokoder, en kanalkoder (3), en kanal-dekoder (23), en radiosenderenhet (7) med justerbar sendeeffekt, en radiomottakerenhet (26), karakterisert ved at kapasiteten som er tildelt for den linjesvitsjede forbindelsen, tilsvarer brukersignalets maksimale hastighet, kanalkoderen (3) har, for brukersignalets maksimale bithastighet, en første og forholdsvis minst effektive kanalkoding eller ingen kanalkoding i det hele tatt, og for hver lavere bithastighet for brukersignalet, en relativt effektivere kanal-koding som utnytter den linjesvitsjede forbindelsens kapasitet, og som frigjøres av den lavere overføringshastigheten for å forbedre forbindelsens forstyrrelses-toleranse, radiosenderenhetenes (7) sendeeffekt avhenger av den kanalkoding som benyttes av kanalkoderen slik at sendeeffekten reduseres med økende effektivitet av kanalkodingen, mens bitfeil-hyppigheten forblir hovedsakelig konstant, det utsendte signalet inneholder informasjon om den benyttede bithastighet eller kanalkodingen eller en forandring deri, og kanal-dekoderen (23) er innrettet for å velge kanalkodingen for det mottatte signalet på grunnlag av denne informasjonen.