NO317235B1 - Fremgangsmate og apparat for taleoverforing i et mobilkommunikasjonssystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for taleoverføring i et mobilkommu-nikasjonssystem, hvilken fremgangsmåte omfatter komprimering av et talesignal til et lite antall talekodings-bits ved hjelp av en talekodings-fremgangsmåte, og kanal-innkoding av disse talekodings-bits.

I telekommunikasjonssystemer som overfører digital tale, utsettes vanligvis et talesignal for to kodeoperasjoner: talekoding og kanalkoding.

Talekoding omfatter tale-innkoding som utføres i senderen ved hjelp av en tale-innkoder, og tale-dekoding som utføres i mottakeren ved hjelp av en tale-dekoder. Tale-innkoderen i senderen komprimerer et talesignal slik at antallet bits som benyttes for å representere det pr. tidsenhet, reduseres, hvorved lavere over-føringskapasitet behøves for å overføre talesignalet. Tale-dekoderen i mottakeren utfører en omvendt operasjon og syntetiserer talesignalet fra de bits som genereres av tale-innkoderen. Talen som syntetiseres i mottakeren, er imidlertid ikke identisk med den originale tale som komprimeres av tale-innkoderen, men den har endret seg mer eller mindre som resultat av talekodingen. I alminnelighet er det slik at jo mer talen komprimeres i talekodingen, jo mer forverres dens kvalitet under kodingen. I det pan-europeiske GSM-mobilkommunikasjonssystemet (Global System for Mobile Communication) for eksempel, komprimerer tale-innkoderen i en fullhastighets trafikkanal et talesignal til en overføringshastighet på 13 kbit/s. Talen som syntetiseres av den tilsvarende tale-dekoderen, har klart lavere kvalitet enn den tale som for eksempel overføres ved hjelp av et offentlig telefonnett (PSTN, public switched telephone network).

Når en talekodings-fremgangsmåte velges, må således et kompromiss gjøres mellom den kvalitet som tilbys av fremgangsmåten, og den overføringskap-asitet den behøver. En annen faktor som må tas i betraktning ved valget, er kom-pleksiteten av implementeringen av talekodings-fremgangsmåten: talens kvalitet kan vanligvis forbedres uten å øke overføringshastigheten, dersom man tillater strengere krav til beregnings-kapasitet for fremgangsmåten, og derved også høy-ere kostnader for implementeringen. På grunn av den kontinuerlige utviklingen av talekodings-metoder og implementeringsteknikker, er nå mer og mer avanserte metoder tilgjengelige for taleoverføring i de eksisterende telekommunikasjonssystemer. Etter utviklingen av den fremgangsmåte som anvendes i GSM-systemet, har talekodings-teknologien avansert i en slik grad at sammenlignet med den ovennevnte talekodings-fremgangsmåte for 13 kbit/s, kan nå en høyere talekvali-tet oppnås ved en mye lavere overføringshastighet, for eksempel 8 kbit/s.

Kanalkoding omfatter kanal-innkoding som utføres i senderen ved hjelp av en kanal-innkoder, og kanal-dekoding som utføres r mottakeren ved hjelp av en kanal-dekoder. Formålet med kanal-koding er å beskytte talekodings-bits som skal overføres, mot feil som forekommer i overføringskanalen. Kanal-koding kan enten benyttes bare for å detektere hvorvidt overføringen har forårsaket noen feil i de aktuelle talekodings-bits uten noen mulighet for å korrigere feilene, eller den kan være i stand tii å korrigere feil som er forårsaket av overføringen, forutsatt at antallet feil ikke overskrider et gitt maksimum, som avhenger av kanalkodings-metoden. Valget av kanalkodings-fremgangsmåte som skal anvendes, avhenger av kvaliteten av overføringskanalen. I faste overføringsnett er ofte sannsynligheten for feil svært lav, og derfor er det ikke nødvendig med mye kanalkoding, mens i trådløse nett slik som i mobiltelefonnett, er ofte sannsynligheten for feil i overfør-ingskanalene svært høy, og den kanalkodings-metode som anvendes, har en betydelig virkning på den resulterende tale-kvalitet. Mobiltelefonnett anvender vanligvis feildetekterende og feilkorrigerende kanalkodings-metoder sammen.

Kanalkoding er basert på bruk av feilkontroll-bits, som også kalles kanal-kodings-bits, og som legges til de aktuelle tale-innkodingsbits. Bits som frembringes av senderens tale-innkoder, leveres til en kanal-innkoder, som tilføyer et antall feilkontroll-bits til dem. I den ovennevnte fullhastighets-GSM-overføringskanalen, f.eks., tilføyes feilkontroll-bits med en overføringshastighet på 9,8 kbit/s til talekodingsbits på 13 kbit/s på overføringskanalen, hvorved den totale overførings-hastigheten for talesignalet på kanalen vil være 232,8 kbit/s. Kanal-dekoderen dekoder kanal-innkodingen i mottakeren på en slik måte at bare bitstrømmen på 13 kbit/s som frembringes av tale-innkoderen, tilføres til tale-dekoderen. Under kanal-dekoding detekterer og/eller korrigerer kanal-dekoderen feil som har fore-kommet på kanalen, så langt det er mulig.

Talekoding og kanalkoding er tett forbundet med hverandre i telekommunikasjonssystemer som overfører tale. Betydningen av de bits som frembringes av tale-innkoderen når det gjelder talens kvalitet, varierer generelt på en slik måte at i noen tilfeller kan en feil i en viktig bit forårsake hørbar støy i den syntetiserte stem-men, mens et stort antall feil i mindre viktige bits kan være nesten umulig å opp-fatte. Hvor store forskjellene er mellom betydningen av talekodings-bits, avhenger hovedsakelig av den talekodings-metode som anvendes; imidlertid kan i det min-ste små forskjeller finnes i de fleste metoder. Når en taleoverførings-metode ut-vikles for et telekommunikasjonssystem, utformes derfor vanligvis kanalkoding sammen med talekodingen på en slik måte at de bits som er de viktigste for talens kvalitet, beskyttes mer omhyggelig enn de mindre viktige bits. På en fullhastighets-kanal for GSM-systemet oppdeles f.eks. de bits som frembringes av tale-innkoderen, i tre forskjellige kategorier i samsvar med deres betydning. Den viktigste kategorien beskyttes i kanalkodingen med både en feilkorrigerende og en feilkorrigerende kode; den nest viktigste kategorien beskyttes bare med en feildetekterende kode; og den minst viktige kategori beskyttes ikke i det hele tatt i kanalkodingen.

Selv om talekodingen og kanalkodingen er tett forbundet, forekommer det ofte betraktelige forskjeller i implementeringen av dem i digitale mobiltelefonnett. GSM-systemet kan på nytt tjene som eksempel. Tale-innkoding og tale-dekoding utføres typisk ved hjelp av programvare, ved bruk av en digital signalprosessor. Dette angår både terminalutstyr (telefoner) og nettverks-elementer. Kanalkoding kan også utføres ved hjelp av programvare, men ofte er en separat integrert krets utformet for dette formål, spesielt på nettverkssiden. Således krever endring av talekodings-metoden ofte bare et nytt signalbehandlingsprogram, mens endring av kanalkodings-metoden kan kreve utstyrsforandringer.

I tillegg til den måte som de implementeres på, kan disse to kodemetod-ene, dvs. talekoding og kanalkoding, skille seg fra hverandre når det gjelder deres fysiske plasser på nettverkssiden i et mobiltelefonssystem. For eksempel i GSM-systemet utføres kanalkodingen i nettet i en basestasjon, mens talekodingen ut-føres i en separat transkoder-enhet, som kan ligge fjernt fra basestasjonen, og selv om den befinner seg ved basestasjonen, er den en fullstendig separat enhet. På grunn av de adskilte plasseringene, vil også eventuelle endringer i overførings-hastighetene for kanalkodingen og talekodingen medføre endringer i forbindels-ene mellom de forskjellige nettverks-elementene.

Når man tar i betraktning de forskjellige måter som tale- og kanalkoding ut-føres på, samt deres adskilte plasseringer, vil det opplagt være fordelaktigere dersom talens kvalitet kan forbedres i et eksisterende system bare ved å endre på tale-kodingen. Imidlertid, siden kanalkodingen vanligvis er utformet spesielt for talekodingen i det eksisterende systemet, og ettersom den nye talekodings-metoden skal benytte nøyaktig samme overføringshastighet som systemets opprinnelige talekodings-metode, har det ikke tidligere vært fremvist noen metoder for å tilpasse nye talekodings-metoder for eksisterende telekommunikasjonssystemer.

Fig. 1a og 1b er blokkdiagrammer som illustrerer en sender og en mottaker i et tidligere kjent telekommunikasjons-system. I senderen som vises i fig. 1a, leveres et talesignal 100 til en tale-innkoder 101, som på basis av signalet genererer komprimerte talekodings-bits med en overføringshastighet på S kbit/s. Disse tale-kodings-bits leveres til en kanal-innkoder 102, hvor feilkontroll-bits tilføyes til dem, hvilket resulterer i en total overføringshastighet på S+C kbit/s. Denne bitstrømmen 103 sender over overføringskanalen til mottakeren som vises i fig. 1b. I mottakeren i fig. 1 b leveres først bitstrømmen 104 som mottas fra senderen, til en kanal-dekoder 105 som dekoder kanal-innkodingen og overfører de talekodings-bits som således oppnås, til en tale-dekoder 106; overføringshastigheten for disse talekodings-bits er på nytt S kbit/s. Tale-dekoderen syntetiserer et digitalt talesignal 107. De tidligere kjente telekommunikasjonssystemene anvender således bare en tale-innkodingsmetode og en tilsvarende kanalkodings-metode. Slike telekommunikasjonssystemer innbefatter f.eks. alle de mest vanlige digitale mobiltelefon-systemene.

De tidligere kjente systemene innbefatter også systemer hvor to forskjellige talekodings-metoder benyttes på en slik måte at en separat kanalkodings-metode tilsvarer hver talekodings-metode, og hvor den totale overføringshastigheten som oppnås som resultat av tale- og kanalkodingen, er forskjellig i disse to metodene. Et eksempel på et slikt system er GSM-mobiltelefonssystemet, hvor fullhastighets og halvhastighets trafikkanaler er spesifisert.

Det foreligger også kjente løsninger hvor sendere og mottakere i henhold til fig. 1a og 1b er koplet i parallell, slik at det system som dannes, omfatter flere forskjellige tale-innkodingsmetoder, hvor hver av disse har en tilsvarende kanal-kodingsmetode. Talekodings-fremgangsmåtene som benyttes i et slikt system kan fungere med forskjellige overførings-hastigheter, og derfor er også de kanalkodings-metoder som tilsvarer disse, innbyrdes uavhengige, og opererer med forskjellige overføringshastigheter.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et digitalt telekommunikasjonssystem hvor flere forskjellige talekodings-metoder som opererer med forskjellige overførings-hastigheter, benyttes til overføring av tale.

Et mål for oppfinnelsen er en fremgangsmåte og et apparat som tillater overføring av tale i et digitalt telekommunikasjonssystem ved bruk av flere forskjellige talekodings-fremgangsmåter som opererer med forskjellige overførings-has-tigheter. Et annet mål for oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å tilpasse mer avanserte talekodings-metoder som virker med lavere overføringshastigheter, til et eksisterende digitalt telekommunikasjonssystem som bruker en viss talekodings-metode.

Et ytterligere mål for oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å tillate tilføy-else av nye talekodings-metoder til et digitalt telekommunikasjonssystem uten å endre den kanalkodings-metode som opprinnelige benyttes.

Ytterligere et mål for oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å tillate tilføy-else av nye talekodings-metoder til et eksisterende digitalt telekommunikasjons-system på en slik måte at tilføyelsen forårsaker så små endringer som mulig i telekommunikasjonssystemet.

Dette oppnås med en fremgangsmåte slik som definert nøyaktig i det ved-føyde patentkrav 1.

Oppfinnelsen angår også et senderapparat slik som definert nøyaktig i det vedføyde patentkrav 9.

Oppfinnelsen angår videre et mottakerapparat slik som definert nøyaktig i det vedføyde patentkrav 12.

Ifølge oppfinnelsen tar taleoverføringen i et digitalt telekommunikasjonssystem flere forskjellige talekodings-metoder i bruk, og alle disse kan virke med forskjellige overføringshastigheter på en slik måte at den totale overføringshastighet som oppnås som resultat av talekoding og kanal-koding, forblir den samme, uansett hvilken overføringshastighet sam anvendes for talekodings-metoden. Fremgangsmåten baserer seg på bruk av todelt kanalkoding. Den første kanal-kodingen avhenger av tale-innkodingsmetoden, og utføres i forbindelse med talekoding på en slik måte at den totale overføringshastigheten som tilveiebringes med tale-innkodingen og den første kanal-innkodingen, alltid er konstant uansett hvilken talekodings-metode som brukes. Den andre kanal-innkodingen, som utføres deretter, er alltid nøyaktig den samme, uanset tale-innkodingsmetode og den første kanal-innkodingsmetode, og den brukes sammen med alle tale-innkodings-metoder. Den andre kanalkodingen kan for eksempel være den kanalkoding som opprinnelig brukes i et eksisterende telekommunikasjonssystem, for eksempel kanal-koding ifølge anbefalingene for GSM-systemet. I dette tilfellet benyttes ikke den første kanalkodingen i forbindelse med talekodings-metoden som opprinnelig anvendes i telekommunikasjonssystemet; med andre ord er overføringshastigheten for de første kanal kod ings-bits som tilveiebringes ved den første kanal-innkodingen, lik 0. De første kanalkodings-metodene som brukes i forbindelse med tale-innkodingsmetoder som er tilføyd senere og virker med en lavere hastighet, tilveiebringer samme totale overføringshastighet som den opprinnelige tale-innkodingsmetoden. De nye tale-innkodingsmetodene kan således tilføyes til et eksisterende telekommunikasjonssystem uten å forandre den kanalkodings-metode som opprinnelige anvendes. Oppfinnelsen tillater således at stemmekvalitet i et eksisterende system kan forbedres med så små forandringer som mulig.

Oppfinnelsen skiller seg vesentlig fra for eksempel GSM-systemet, hvor fullhastighets og halvhastighets kanaler er spesifisert, siden oppfinnelsen tillater bruk av flere tale-innkodingsmetoder i et telekommunikasjonssystem på en slik måte at den totale overføringshastighet som brukes av tale- og kanalkodingen er konstant, uansett hvilken talé-innkodingsmetode som anvendes. Hva foreliggende oppfinnelse angår, så danner de kjente fullhastighets- og halvhastighets-overfør-ingskanaler separate systemer, og oppfinnelsen kan implementeres uavhengig i begge overføringskanaler.

Talekodings-metoden som anvendes på hver forbindelse, og den første kanalkodings-metoden tilknyttet denne, kan velges på mange forskjellige måter, f.eks. manuelt av brukeren, automatisk på grunnlag av hvor feilaktig overførings-banen er, eller på grunnlag av signalering mellom senderen og mottakeren.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er således basert på bruk av første kanalkoding på en slik måte at en konstant overføringshastighet oppnås som et resultat av tale-innkoding og den første kanal-innkoding; en ny talekodings-metode kan tilpasses til et eksisterende system uten å forandre den opprinnelig benyttede andre kanalkodings-metoden. Det er spesielt karakteristisk ved oppfinnelsen av når den anvendes på et eksisterende system, har alle talekodings-metoder en felles andre kanal-innkoder, mens en separat første kanal-kodings-metode er tilknyttet hver talekodings-metode på en slik måte at en tale-innkoder ikke er utstyrt med noen som helst slags første kanal-innkoder.

Oppfinnelsen kan implementeres på en slik måte at den første kanal-innkodingen utføres med tale-innkoding, hvorved den opprinnelig benyttede kanal-kodings-enhet som utfører den andre kanalkodingen, kan beholdes uforandret. I GSM-mobiltelefonnettet kan f.eks. den første kanalkodingen utføres ved hjelp av programvare i en transkoder-enhet sammen med den nye talekodings-metoden, og i dette tilfellet er det ikke nødvendig med andre forandringer på den fast nett-siden. I et terminalutstyr (telefon) kan den nye talekodings-metoden og den tilsvarende første kanalkodings-metoden implementeres ved å bruke telefonens signalprosessor på samme måte som i den opprinnelig benyttede talekoding.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives i nærmere detalj ved hjelp av foretrukne utførelser og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor

fig. 1a og fig. 1b henholdsvis illustrerer en tidligere kjent sender og en tidligere kjent mottaker,

fig. 2 er et blokkdiagram over en sender i et telekommunikasjonssystem i samsvar med oppfinnelsen, og

fig. 3 er et blokkdiagram av en mottaker i et telekommunikasjonssystem ifølge oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse er spesielt egnet for telekommunikasjonssystemer hvor kanalkoding er spesielt viktig. Oppfinnelsens viktigste bruksområde er trådløs taleoverføring, f.eks. i digitale mobiltelefonsystemer. Et spesielt viktig an-vendelsesområde for oppfinnelsen er GSM-mobiltelefonsystemet og dets avled-ede systemer som ligner på GSM hva talekoding og kanalkoding angår, men som kan avvike fra GSM-systemet f.eks. når det gjelder deres driftsfrekvens-områder, slik som DCS-1800 og DCS-1900 systemene.

Som uttrykt ovenfor, tar taleoverføring i et digitalt telekommunikasjonssystem ifølge oppfinnelsen flere forskjellige talekodings-metoder i bruk, hvilke metoder ikke alle virker med samme overføringshastighet. En første kanalkodings-metode tildeles til hver talekodingsmetode på en slik måte at den totale overførings-hastighet som oppnås som et resultat av talekoding og kanalkoding, holdes konstant uansett overføringshastighet for den talekodings-metode som anvendes. Den andre delen av kanalkodingen er alltid nøyaktig den samme, uansett hvilken talekodings-metode og første kanalkodings-metode som benyttes.

Fig. 2 er et blokkdiagram over en sender i et telekommunikasjonssystem i samsvar med oppfinnelsen. Sendere oppfatter N parallelle tale-innkodere 202T202N; overføringshastighetene for de komprimerte talesignaler som genereres av disse innkoderne, dvs. for disse talekodings-bits, er henholdsvis Si, S2 Sn kbit/s (for klarhets skyld skal heretter enheten kbit/s for overførings-hastighet utelates). Et digitalt talesignal 200 som skal overføres, leveres til en inn-gangsbryter 201, som benyttes til å velge en av disse N tale-innkoderne 202 for hver taleforbindelse. I den utførelse som er illustrert i fig. 2, anvendes oppfinnelsen på en slik måte at nye, mer avanserte talekodings-metoder tilføyes til et eksisterende system. Derfor anvender tale-innkoderen 202i i fig. 1a en talekodings-metode som opprinnelig har blitt brukt i det eksisterende telekommunikasjonssystemet og som tilveiebringer en overføringshastighet på Si for de aktuelle talekodings-bits, som er samme overføringshastighet som den for de talekodings-bits som opprinnelig brukes i det eksisterende telekommunikasjonssystemet. I senderen er det således også mulig å velge N-1 andre tale-innkodere 2022-202n, som tilveiebringer sendehastigheter på henholdsvis S2, S3 Sn, hvor det totale antallet tale-innkodere er N>2. Sendehastighetene for tale-innkoderne har følgende forhold: Si>S2>S3>....>Sn, hvor S^Sn må være et sant forhold. Sendehastighetene for talekodings-bits som benyttes av tale-innkoderne som er tilføyd til telekommunikasjonssystemet, kan således for noen av tale-innkoderne 202-i-202N være de samme som overføringshastigheten Si som opprinnelig ble benyttet for talekodings-bits i telekommunikasjonssystemet, men for minst én tale-innkoder er denne sendehastigheten lavere enn den overføringshastighet Si som opprinnelig ble benyttet. Hver tale-innkoder 202i-202n benyttes med en kanal-innkoder 203i-203n som er spesifikk for den respektive talekodings-metode; men i tilfellet med de tale-innkodere som tilveiebringer en sendehastighet på Si for de aktuelle talekodings-bits, påvirker ikke den første kanal-innkoderen 203 disse talekodings-bits på noen som helst måte, men sender dem frem, slik de er, til den andre kanal-innkoderen 205.1 dette tilfellet er således sendehastigheten som tilveiebringes av den første kanal-innkoderen for disse kanalkodings-bits, lik 0, og overføringshastigheten til den andre kanal-innkoderen 205 er S-i. Med andre ord er den første kanal-innkoderen 203 i realiteten utelatt fra denne utførelsen, slik som den første tale-innkoderen 202<\ i fig. 2, tilsvarende den opprinnelig benyttede talekoderen 202. En første kanalkodings-bithastighet som er lik bithastigheten for den første kanal-innkoder-ene 2032-203N, kan også tilveiebringes med en annen tale-innkoder 2022-202N, dersom talekodings-bithastigheten for den respektive tale-innkoderen er Si. I andre tilfeller tilføyer den første kanal-innkoderen 2032-203N feilkorreksjons-bits til bitstrømmen som genereres av den tilsvarende tale-innkoderen 2022-202n, slik at den totale overføringshastighet som tilveiebringes av tale-innkodingen og den

første kanal-innkodingen er Si, uansett hvilken tale-innkodingsmetode som benyttes. Kanalkodings-bithastigheten som tilveiebringes av de første kanal-innkoderne 203i-203n, er således tilsvarende 0, Si-S2, S1-S3 Si-SN, avhengig av hvilken tale-innkodingsmetode som anvendes av tale-innkoderen 202r202N som er forbundet i serie foran dem. Det er karakteristisk for oppfinnelsen at det finnes minst én tale-innkodingsmetode hvis respektive første kanal-innkoder 203 tilveiebringer en første kanalkodings-bithastighet som er høyere enn 0. Fra den første kanal-innkoderen 203i-203n som er valgt for taleforbindelsen, leveres talekodings-bits og de første kanalkodings-bits via en bryter 204 til en andre kanal-innkoder 205.1 senderen ifølge oppfinnelsen er således overføringshastigheten for bitstrømmen som skal sendes til den andre kanal-innkoderen 205, konstant lik Si kbit/s. Den

andre kanal-innkoderen legger til feilkorrigerings-bits til bitstrømmen som frembringes av den valgte tale-innkoderen 202 og den første kanal-innkoderen 203, slik at den totale overføringshastigheten ved utgangen 206 av den andre kanal-innkoderen er konstant lik Si+C kbit/s. Bryterne 201 og 204 styres synkront med et styre-signal 207 slik at de vil velge den serieforbindelse for tale-innkoderen 202 som implementerer den ønskede tale-innkodingsmetode, og den henholdsvise første kanal-innkoder 203. Informasjon vedrørende den valgte tale-kodingsmetode sendes også til overføringskanalen 208 for å sette mottakeren i stand til å velge de korrekte første kanal-dekodings- og taledekodings-metoder i samsvar med de tale-innkodings- og første kanalinnkodings-metoder som benyttes.

Fig. 3 er et blokkdiagram over en mottaker i et telekommunikasjonssystem ifølge oppfinnelsen. Mottakeren omfatteren andre kanaldekoder 301, en velgerbryter 302, N parallelle første kanaldekodere 303i-303n, N parallelle taledekodere 304r304N, og en velgerbryter 305. Mottakeren mottar de aktuelle talekodings-bits og de første og andre kanalkodings-bits fra senderen gjennom overføringskanalen ved inngangen 300 på den andre kanaldekoderen 301. Den andre kanaldekoderen 301 dekoder den andre kanal-innkoding som utføres av den andre kanal-innkoderen 205 i senderen som vises i fig. 2; som resultat av dette avtar overførings-hastigheten for den bitstrøm som mottas ved inngangen 300, fra den konstante verdien Si+C til den konstante verdien S-i. Den andre kanaldekoderen 301 er således uavhengig av den talekodings-metode som brukes, og utfører alltid samme kanaldekoding. Bitstrømmen fra utgangen av den andre kanaldekoderen 301,

som har overføringshastighet St leveres til velgerbryteren 302. Velgerbryteren 302 kopler utgangen fra den andre kanaldekoderen 301 til en av N første kanaldekodere 303i-303N, avhengig av den benyttede talekodings-metode. Mottakeren mottar også et signal 307 fra senderen gjennom overføringskanalen. Signalet 307 tilsvarer signal 208 i fig. 2, og gir informasjon om den talekodings-metode som anvendes på taleforbindelsen; tilstanden for bryteren 302 og tilstanden for bryter 305 bestemmes på grunnlag av denne informasjonen. Den første kanaldekoderen 303 er alltid avhengig av den anvendte talekodings-metode, og den er forbundet i serie med den taledekoder 304 som er tildelt til den. Den første kanaldekoderen 303 dekoder den første kanal-innkodingen som er utført av den første kanal-innkoderen 203 i senderen som vises i fig. 2, og tilveiebringer den overføringshastighet som benyttes av den valgte talekodings-metode. Dersom overføringshastigheten for de kanalkodings-bits som tilføyes ved den første kanal-innkodingen, er 0, slik som i tilfellet med kanal-innkoderen 203i i fig. 2, mater den respektive første kanaldekoder de bits som mottas fra den andre kanaldekoderen 301, direkte til den

tilknyttede taledekoderen, idet overføringshastigheten for de nevnte bits er Sv, således er det i realiteten ingen første kanaldekoder for en slik talekodings-metode. I fig. 3 er den første kanaldekoder 303i - som tilsvarer den manglende første kanal-innkoder 203i i fig. 2 - utelatt. Selvfølgelig er bare en av kanaldekoderne i bruk om gangen. De andre første kanaldekoderne 3032-303N i fig. 3 dekoder den kanal-innkoding som tilknyttes tale-innkoderne 2022-202N i fig. 2, og minsker således den konstante overføringshastigheten Si for den bitstrøm som mottas fra den andre kanaldekoderen 301 med overføringshastighet 0, Si-S2, S1-S3, SrSN, og tilveiebringer overføringshastighetene S-i, S2 Sn kbit/s, som er avhengige av talekodings-metodene. Bitstrømmen som genereres av den første kanaldekoder

303i-303n leveres til den tilsvarende taledekoder 304-I-3044, som genererer et syntetisert talesignal ved hjelp av de mottatte talekodings-bits. Utgangssignalet fra taledekoderen for den valgte talekodings-metode koples ved hjelp av velgerbryter 305 til mottakerens utgang 306. Velgerbryterens 305 posisjon bestemmes på grunnlag av signalet 307 som mottas fra senderen gjennom overføringskanalen.

I den utførelse av oppfinnelsen som er illustrert i fig. 2 og 3, fremsendes informasjon om den anvendte talekodings-metode gjennom overføringskanalen fra senderen til mottakeren. Denne informasjons-overføringen kan være basert på en hvilken som helst egnet fremgangsmåte, f.eks. en signalerings-metode som er i og for seg kjent. Talekodings-metoden kan også være permanent ved hver mottaker eller sender. Det er imidlertid avgjørende at både senderen og mottakeren har informasjon om den talekodings-metode som anvendes, slik at posisjonene for bryterne 201, 204, 302 og 305 kan bestemmes korrekt, og den samme talekodings-metode kan velges både i senderen og i mottakeren.

I samsvar med oppfinnelsen foreligger det flere måter å velge talekodings-metode på for hver taleforbindelse. Noen faktorer som innvirker på valget, og noen utvalgsmetoder skal beskrives i det følgende; oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til disse eksemplene.

Dersom overføringshastigheten som benyttes for overføring av de aktuelle talekodings-bits, er så lav som mulig i den valgte talekodings-metoden, er det flere bits til overs for den første kanalkodingen. I dette tilfellet vil systemets ytelse bli forbedret i en feilbefengt kanal, men på den annen side kan den avta i en feilfri kanal, hvor det ville være fordelaktig å bruke så mye kapasitet som mulig til tale-koding. Å klassifisere talekodings-metoder som feiltolerante metoder og metoder egnet for en høykvalitets overføringskanal ifølge overføringshastigheten, er en svært grov forenkling, fordi overføringshastighet ikke er den eneste faktor.av betydning. I denne forbindelse vil imidlertid en slik klassifisering klargjøre valget av talekodings-metode. Ifølge en utførelse av oppfinnelsen velges talekodings-metode i samsvar med overføringskanalens feilhyppighet: i tilfellet med en høykvali-tets-overføringskanal velges en talekodings-metode hvor en hovedsakelig del av overføringskanalens kapasitet brukes til talekoding, dvs. talekodingen har en høy overføringshastighet; i tilfellet med en overføringskanal med lav kvalitet velges en talekodings-metode hvor den første kanalkodingen legges mer vekt på, dvs. tale-kodings-metoden har lav overføringshastighet. Valget kan gjøres ved å overvåke kvaliteten/feil hyppigheten for overføringskanalen når forbindelsen er etablert. Siden en overføringskanals kvalitet kan variere i stor grad i løpet av en taleforbindelse, kan også kvaliteten/feilhyppig-heten overvåkes under taleforbindelsen, og om nødvendig kan talekodings-metoden endres.

En av de mest betydelige fordeler ved foreliggende oppfinnelse er at den tillater nye talekodings-metoder å bli tilføyd til et eksisterende telekommunikasjonssystem. I et slikt tilfelle er det avgjørende at senderne og mottakerne som benytter de nye talekode-metodene, fremdeles virker sammen med senderne og mottakerne som opprinnelig er benyttet i telekommunikasjonssystemet, og som disse nye talekodings-metodene ikke er implementert i. Et telekommunikasjons-system av denne typen omfatter typisk forskjellige sendere og mottakere som ikke anvender en ensartet gruppe talekodings-metoder. Alle sendere og mottakere må imidlertid være i stand til å bruke minst én talekodings-metode som er felles for dem alle. Dersom f.eks. det nye systemet ifølge oppfinnelsen tilveiebringes ved å planlegge og realisere en ny talekodings-metode til bruk på en fullhastighets GSM-overføringskanal, vil det nye GSM-systemet omfatte telefoner og nettverks-elementer utstyrt med både den nye talekodings-metoden og den metode som for tiden er i bruk i GSM-systemet (dvs. nytt utstyr). I tillegg vil også systemet omfatte utstyr som allerede er brukt tidligere, og som bare er forsynt med den for tiden aktuelle talekodings-metode i samsvar med GSM-systemet (dvs. gammelt utstyr). Når nytt og gammelt utstyr kommuniserer med hverandre, må den valgte talekodings-metode være den for tiden aktuelle GSM-metode, som kan velges i begge utstyr. En annen faktor som påvirker valget, er således en heterogen gruppe utstyr: den talekodings-metode som velges ved begynnelsen av en forbindelse, er den mest egnede talekodings-metode som kan velges både i sendere og i mottakeren. Selv i dette tilfellet kan det være nødvendig å endre talekodings-metoden under forbindelsen, ettersom senderen og mottakeren også kan endres i løpet av en taleforbindelse.

I beskrivelsen av oppfinnelsen er det tidligere uttrykt at kanal-innkoderen 203, 205 tilføyer feilkontroll-bits til de aktuelle talekodings-bits. Kanal-innkoderen 203, 205 kan i realiteten fungere i praksis slik at disse feilkontroll-bits legges til de nevnte talekodings-bits som er generert av tale-innkoderen, på en slik måte at disse talekodings-bits fremdeles er synlige og uforandret i den resulterende bitfeil som nå også innbefatter de nevnte kanalkodings-bits. Avhengig av kanalkodings-metoden kan kanal-innkoderen 203, 205 også fungere på en slik måte at selv de aktuelle talekodings-bits forandres når feilkontroll-bits tilføyes. I dette tilfellet gjen-oppretter kanaldekoderen 301, 303 disse talekodings-bits ved kanal-dekodingen dersom antallet feil som mottas fra kanalen, ikke overskrider kanalkodingens evne til feilkorrigering. Foreliggende oppfinnelse tatt i betraktning, er det ingen forskjell mellom disse to metodene, og uttrykket "kanal-innkoderen tilføyer feilkontroll-bits til de aktuelle tale-kodings-bits" henviser til begge disse tilfellene, siden dette er nøyaktig hva som skjer, fra et synspunkt som gjelder tale-koding og overførings-hastighet.

I et telekommunikasjonssystem utsettes ofte også et talesignal for andre operasjoner, slik som kryptering, innfell ing av de bits som skal sendes (nært be-slektet med kanalkoding), en mulig for-koding tilknyttet modulasjonsmetoden, eller bit-innfelling i tilknytning til spektral-forming av signalet; disse metodene er imidler-

tid irrelevante i forhold til foreliggende oppfinnelse. I foreliggende oppfinnelse refe-rerer kanalkoding spesielt til bruken av feildetekterende og feilkorrigerende kod-

ing. Avhengig av hvordan kanalkodingen implementeres, kan kanaldekoderen ha tilgjengelig data om resultatene av demodulasjon, slik at den kan benytte data om feilsannsynligheter for individuelle bits, dvs. demodulatorens såkalte myke avgjør-elser. Det er ikke relevant for oppfinnelsen hvorvidt myke avgjørelser er tilgjenge-

lig eller ikke, og kanaldekoderen ifølge oppfinnelsen dekker begge tilfeller. I typ-

iske implementeringer har den andre kanaldekoderen 301 ifølge oppfinnelsen resultatene av myke avgjørelser tilgjengelige, mens den første kanaldekoderen 303 ikke har, men systemet ifølge oppfinnelsen kan også implementeres på en annen måte.

Det følgende er et enkelt og generelt eksempel på hvordan en ny talekodings-metode legges til en fullhastighets-overføringskanal for GSM-mobiltelefonsystemet, til bruk i sammenstilling med den RPE-LTP talekodings-metode som nå for tiden brukes. Eksemplet gis bare for å illustrere oppfinnelsen; eksemplet er såle-

des bare én mulig utførelse, og oppfinnelsen begrenses ikke til dette. I en RPE-

LTP talekodings-metode oppdeles et talesignal i rammer på 20 ms, og av hver av disse danner en RPE-LTP taleinnkoder 260 talekodings-bits, hvorved overførings-hastigheter) for disse talekodings-bits er 13 kbit/s. Kanal-innkoderen som brukes på en fullhastighets GSM-talekanal, dvs. den andre kanal-innkoderen i systemet ifølge oppfinnelsen, tilføyer 196 feilkodings-bits til 260 talekodings-bits; det totale bitantallet i en ramme på 20 ms er således 456 bits, hvilket tilsvarer en total over-føringshastighet på 22,8 kbit/s. I dette eksemplet tilføyes en teknisk høyt avansert talekodings-metode hvor overføringshastigheten for talekodings-bits er 8 kbit/s og talesignalet oppdeles i rammer på 10 ms, som hver inneholder 80 bits, til en fullhastighets GSM-talekanal. For å implementere oppfinnelsen må en første kanal-kodings-metode utformes for denne talekodings-metoden. En enkel, eksempelvis løsning for en første kanal-kodings-metode består av de følgende operasjoner, som beskrives fra den første kanal-innkoderens synspunkt: (a) To talerammer på 80 bits kombineres i den første kanal-innkoderen til en ramme på 160 bits. (b) 100 ferdigkorrigerende bits legges til disse 160 bits ved hjelp av en feilkorrigerende kode som er i og for seg kjent. Valget av koden påvirkes både av den talekodings-metode på 80 kbit/s som anvendes, og av kanalkodings-metoden for den fullhastighets-kanalen. Dette resulterer i en taleramme på

260 bits i samsvar med en fullhastighets GSM-kanal.

(c) De genererte 260 bits klassifiseres i tre grupper i samsvar med deres viktighet med hensyn til den fullhastighets GSM-kanalens kanalkoding.

Deretter leveres de aktuelle talekodings-bits og de første kanalkodings-bits til den andre kanal-innkoderen, som er identisk med den kanal-innkoder som brukes i forbindelse med RPE-LTP. I mottakeren dekoder den første kanal-dekoderen den første kanal-innkodingen.

Figurene og beskrivelsen tilknyttet disse er bare ment å illustrere foreliggende oppfinnelse. Når det gjelder detaljer, kan fremgangsmåten, mottakeren og senderen ifølge oppfinnelsen variere innen omfanget av de vedføyde kravene.

i

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for taleoverføring i et telekommunikasjonssystem, hvilken fremgangsmåte omfatter komprimering av et talesignal til et lite antall talekodingsbits ved hjelp av en talekodings-metode, kanal-innkoding av disse talekodings-bits, og i overføring av talen benyttelse av N forskjellige alternative talekodingsme-toder, hvor alle disse virker med forskjellige overføringshastigheter, henholdsvis^ S1, S2 og SN kbit/s, hvor N>2 og S1>S2>.. >SN, og med hver talekodings-metode, anvendelse av en første kanalinnkodings-metode som er spesifikk for den henholdsvise talekodingsmetode, hvor den første kanal-innkodingsmetoden omfatter tilføyelse av feildetekterende og feilkorrigerende første kanalkodings-bits til de nevnte talekodings-bits, og en konstant over-føringshastighet S1 frembringes som er uavhengig av den anvendte talekodings-metode, slik at overføringshastigheten for de første kanalkodings-bits som tilføyes til de nevnte talekodings-bits under den første kanal-innkodingen, er 0,S1-S2 S1-SN kbit/s henholdsvis, avhengig av den talekodingsmetode som anvendes, karakterisert ved at etter den første kanal-innkodingen utføres en andre kanal-innkoding som er felles for alle talekodings-metoder og første kanalkodingsmetoder som anvendes, og hvor feildetekterende og feilkorrigerende andre kanalkodings-bits legges til det signal som genereres ved den første kanal-innkodingen, idet overførings-hastigheten for de andre kanalkodings-bits er C kbit/s, hvorved den totale overfør-ingshastighet etter den andre kanal-innkodingen er konstant lik S1+C kbit/s, uansett hvilken tale-innkodingsmetode som velges.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mottakingen av det overførte signalet omfatter utførelse av en andre kanaldekoding for å fjerne de andre kanalkodings-bits, som ble lagt til ved den andre kanal-innkodingen og hvis overføringshastighet er C kbit/s, og utførelse etter den andre kanaldekodingen, av en første kanaldekoding for å fjerne de første kanalkodings-bits som ble tilføyd ved den første kanal-innkodingen på en slik måte at, avhengig av den anvendte talekodings-metode, tilveiebringes en overføringshastighet på henholdsvis S1, S2,..., SN kbit/s for de talekodings-bits som skal leveres til taledekodingen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved å klassifisere de bits som leveres til den andre kanalkodingen, i flere grupper i henhold til deres viktighet for feilbeskyttelse i den anvendte talekodingsmetode, på en slik måte at den andre kanalkodingens evne til feilkorrigering er rettet mot de bits som er de viktigste for hver talekodings-metode og den første kanalkodingsmetoden anvendt sammen med den.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at når en taleforbindelse etableres, velges den tale-kodings-metode som anvendes, i samsvar med feil hyppigheten for overføringsba-nen på en slik måte at jo fler overføringsfeil som forekommer på overføringskana-len, jo lavere er sendehastigheten for de aktuelle talekodingsbits til den første kanal-innkodingen fra den valgte talekodings-metoden, og jo høyere er sendehastigheten for de første kanalkodings-bits.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at talekodings-metoden endres i løpet av taleforbindelsen når feilhyppigheten for overføringsbanen endrer seg på en slik måte at jo flere overføringsfeil som forekommer på overføringsbanen, jo lavere er sendehastigheten for de talekodings-bits som leveres til den første kanal-innkodingen fra den valgte talekodings-metoden.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 5, karakterisert ved at en tilsvarende tale-dekodingsmetode ikke kan velges i alle mottakere for alle de tale-innkodingsmetoder som kan velges i senderen, en tilsvarende tale-innkodingsmetode kan ikke velges i alle sendere for alle de tale-dekodingsmetoder som kan velges i de forskjellige mottakere, og at når en taleforbindelse etableres, velges den anvendte talekodings-metode ved hjelp av signalering mellom senderen og mottakeren, slik at den valgte metoden er en metode som kan velges både i senderen og i mottakeren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en tilsvarende tale-dekodingsmetode ikke kan velges i alle mottakere for alle de tale-innkodingsmetoder som kan velges i senderne, en tilsvarende tale-innkodingsmetode kan ikke velges i alle sendere for alle de tale-dekodingsmetoder som kan velges i de forskjellige mottakerne, og at den anvendte talekodings-metode velges manuelt før taleforbindelsen etableres, på en slik måte at den valgte metoden er en kode som kan velges både i senderen og i mottakeren.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første kanal-innkodingen utføres i fler enn et trinn, og at den andre kanal-innkodingen er den samme for alle talekodings-metoder.

9. Senderapparat for et telekommunikasjonssystem som overfører digital tale, hvilket apparat omfatter en tale-innkodingsanordning (202) for koding av et talesignal ved hjelp av en talekodings-metode, en kanal-innkodingsanordning (203, 205) for kanal-innkoding av det tale-innkodede signalet til et signal hvis sendehastighet er lik den totale overførings-hastighet på overføringskanalen, og som omfatter første kanal-innkodinger (203) som er spesifikke for hver tale-innkodingsmetode og som fra de innkodede tale-signalene (S1, S2,SN) som har forskjellige sendehastigheter, genererer første kanal-innkodede signaler med samme konstante sendehastighet (S1) som er uavhengig av talekodings-metoden, idet tale-innkodingsanordningen (202) anvender to eller flere talekodings-metoder, som tilveiebringer tale-innkodede signaler med innbyrdes forskjellige sendehastigheter (S1, S2 SN), karakterisert ved at kanal-innkodingen som utføres av kanal-innkodingsanordningen, består av to trinn som omfatter, i tillegg til de første kanal-inn-kodingene, en andre kanal-innkoding (205) som er felles for alle tale-innkodingsmetoder og første kanal-innkodinger som anvendes, og som fra et valgt første kanal-innkodet signal genererer et andre kanal-innkodet signal med konstant sendehastighet (S1+C) som er uavhengig av talekodings-metoden og som er den samme som den totale overføringshastigheten.

10. Senderapparat ifølge krav 9, karakterisert ved at det omfatter anordninger (201, 204) for å velge tale-innkodingsmetode (202) og den første kanal-innkoding (203), og for å koble signalet som frembringes av disse, til den andre kanal-innkodingen (205).

11. Senderapparat ifølge krav 10, karakterisert ved at velgeranordningene (201, 204) styres på basis av feilhyppigheten for overføringsbanen, eller på basis av signalering mellom sender-apparatet og mottakerapparatet, eller manuelt.

12. Mottakerapparat i et telekommunikasjonssystem som overfører digital tale, omfattende en kanal-dekodingsanordning (301, 303) for å dekode et mottatt kanalkodet talesignal, og en tale-dekodingsanordning (304) for tale-dekoding av et kanaldekodet talesignal ved hjelp av en talekodings-metode, hvor kanal-dekodingsanordningen omfatter første kanal-dekodinger (303) som er spesifikke for hver talekodings-metode for å frembringe innkodede talesignaler som er spesifikke for hver tale-kodings-metode og som har innbyrdes forskjellige overføringshastigheter (S1.S2 S3), og hvor tale-dekodingsanordningen (304) anvender to eller flere tale-dekodingsmetoder for å dekode de talekodede talesignaler frembrakt av to eller flere tale-innkodingsmetoder, og med innbyrdes forskjellige overføringshastigheter (S1.S2 SN), karakterisert ved at kanaldekodingen som utføres av kanal-dekodingsanordningen, består av to trinn som omfatter, i tillegg til de første kanal-dekodingene, en andre kanaldekoding (301) som er uavhengig av talekodings-metoden, og som fra det mottatte kanal-innkodede talesignal hvis konstante overføringshas-tighet (S1+C), som er uavhengig av talekodings-metoden, er den samme som den totale overføringshastighet som benyttes i telekommunikasjonskanalen, frembrin-ger til den første kanal-dekodingsanordningen et mellomliggende kanal-innkodet signal med lavere konstant overføringshastighet (S1) som er uavhengig av tale-kodings-metoden.

13. Mottakerapparat ifølge krav 12, karakterisert ved at det omfatter anordninger (302, 305) for å velge den taledekodings-metode (304) som skal anvendes og den første kanaldekoding (303) som er spesifikk for denne, og for å koble signalet som frembringes av den andre kanaldekodingen (301) til disse.

14. Mottakerapparat ifølge krav 13, karakterisert ved at velgeranordningene (302, 305) styres på basis av feilhyppigheten for overføringsbanen, eller på basis av signalering mellom sender-apparatet og mottakerapparatet, eller manuelt.