NO973941L - Behandling av talekodingsparametere i et telekommunikasjonssystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av talekodingsparametere mottatt over en overføringsforbindelse i talerammer i et telekommunikasjonssystem.

I digitale telekommunikasjonssystemer som understøtter taleoverføring, blir et talesignal vanligvis underkastet de følgende to kodingsoperasjoner: talekoding og kanalkoding.

Talekoding innbefatter talekoding utført i en sender ved hjelp av en talekoder, og taledekoding utført i en mottaker ved hjelp av en taledekoder. Talekoderen som er anordnet i senderen, komprimerer et talesignal ved å anvende en egnet talekodingsmetode som tar i betraktning de spesiell karakteristikker ved talen på en slik måte at det antall biter som brukes til å presentere tale pr tidsenhet avtar, hvorved overføringskapasiteten som er nødvendig for overføring av talesignalet, også avtar. Den kodede tale blir presentert i form av talekodingsparametere som representerer talens karakteristikker. Talesignalet som sendes over overføringsveien, består av disse talekodingsparameterne i spesielle talerammer. Taledekoderen som er anordnet i mottakeren, utfører en invers operasjon og syntetiserer talesignalet på grunnlag av talekodingsparameterne som er frembrakt av talekoderen. Det europeiske mobilkommunikasjonssystemet GSM (Global System for Mobile Communications) anvender for eksempel RPE-LTP (Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction) -talekoding, som benytter både langsiktig og kortsiktig prediksjon. Kodingen produserer LAR, RPE- og LTP-parametere for taleoverføring.

I digitale telekommunikasjonssystemer som overfører tale, inntreffer overføringsfeil på overføringsveien, og slike feil ødelegger kvaliteten av et talesignal i mottakeren. Kanalkoding innbefatter kanalkoding utført i senderen og kanaldekoding utført i mottakeren. Formålet med kanalkoding er å beskytte sendte talekodingsbiter (parametere) fra feil som inntreffer på overføringskanalen. Ved hjelp av kanalkoding er det mulig enten bare å detektere om talekodingsbiter er blitt utsatt for feil under overføringen uten mulighet for å korrigere den, eller kanalkoding kan ha en evne til å korrigere feil som inntreffer under overføring, forutsatt at det er færre feil enn et visst maksimumsantall som avhenger av kanalkodingsmetoden. Virkemåten av kanalkoding er basert på feilkontrollbiter tilføyd blant talekodingsbiter, idet en slik feilkontrollbit også blir referert til som kanalkodingsbiter. Biter produsert av talekoderen i en sender, blir tilført en kanalkoder som tilføyer et antall feilkontrollbiter til bitene. For eksempel i ovennevnte GSM-overføringskanal med full hastighet, blir feilkodingsbiter med hastighet 9,8 kbit/s tilføyd talekodingsbiter med 13 kbit/s, idet den totale overføringshastigheten av talesignalet på kanalen således er 22,8 kbit/s. Kanaldekoderen dekoder kanalkodingen i mottakeren på en slik måte at bare bitstrømmen ved 13 kbit/s som er produsert av talekoderen, blir tilført taledekoderen. I forbindelse med kanaldekodingen detekterer/korrigerer kanaldekoderen de feil som inntraff på kanalen hvis det er mulig.

Betydningen av talekodingsbiter med hensyn til kvaliteten av talen, varierer vanligvis på en slik måte at en feil i en bit i en viktig talekodingsparameter kan forårsake en hørbar forstyrrelse i en syntetisert stemme, mens et større antall feil i mindre viktige biter kan være nesten umerkelige. Graden av forskjeller i viktigheten av talekodingsbiter avhenger hovedsakelig av den benyttede talekodingsmetode, men i det minste mindre forskjeller kan finnes i de fleste talekodingsmetoder. Ved utvikling av en fremgangsmåte til taleoverføring blir derfor kanalkoding vanligvis utformet med talekoding på en slik måte at de biter som er de viktigste med hensyn til talekvaliteten, blir beskyttet bedre enn mindre viktige biter. I en fullhastighets traflkkanal i GSM-systemet blir for eksempel biter produsert av en talekoder inndelt i tre forskjellige klasser med hensyn til deres viktighet. Den viktigste klassen blir beskyttet i kanalkoding både ved en feildetekterings- og en feilkorrigerings-kode, den nest viktigste klasse blir beskyttet bare ved hjelp av en feilkorrigerings- eller en feildetekterings-kode, og den minst viktige klasse blir ikke beskyttet i det hele tatt i kanalkodingen.

I konvensjonelle telekommunikasjonsystemer blir feilaktige talerammer vanligvis håndtert som enheter eller entiteter, noe som betyr at hvis slike feil blir detektert i en taleramme mottatt fra en overføringskanal som kanaldekodingen ikke har vært i stand til å korrigere, blir helere talerammen forkastet og den feilfrie taleramme som ble mottatt sist, blir brukt ved dempning eller egnet ekstrapolering av talekodingsparameterne. For eksempel anvender GSM-systemet en trebits paritetskontrollkode på grunnlag av hvilken hele talerammen blir klassifisert som feilaktig, og behandlingen av feilaktige talerammer blir påbegynt.

Figur 1 viser et blokkskjema over en mottaker i et telekommunikasjonssystem som overfører et talesignal. En taleramme 100 mottatt fra en overføringskanal blir tilført en kanaldekoder 101. Kanaldekoderen 101 tilveiebringer talekodingsparametere 102 i henhold til den benyttede talekodingsmetode og en feilindikasjon 103 for hver taleramme. Feilindikasjonen 103 tilveiebringer informasjon om en slik feil er blitt detektert i den mottatte taleramme 100 som kanaldekodingen 101 ikke har vært i stand til å korrigere. Talekodingsparameterne blir videre tilført en blokk 104 hvor parameterne blir behandlet. Behandlingen innbefatter typisk et system som erstatter de feilaktige talerammer. De behandlede kodingsparametere 105 blir tilført en taledekoder 106 som syntetiserer et tallsignal 107 på grunnlag av disse.

Søkerens tidligere finske patentsøknad nr 944345 (ikke publisert på inngivelsesdagen for foreliggende søknad, beskriver et system i henhold til blokkskjemaet på figur 2 for behandling av kodingsparametere i blokken 104 i henhold til figur 1, mellom kanaldekoding 101 og taledekodingen 106. Talerammer 401 som ankommer fra kanaldekoderen, blir først analysert i en feildeteksjonsblokk 407. Ved hjelp av analysen i blokk 407 og feilindikasjonene 400 som oppnås fra kanaldekoderen, blir en taleramme klassifisert som feilaktig eller feilfri i en blokk 410. Blokken 410 regulerer en bryter 408 på grunnlag av denne informasjonen, idet bryteren avgjør om behandlingsblokken 406 for feilfrie rammer heller erstatningsblokken 402 for feilaktige rammer skal tilkoples en utgang 403. Hvis en taleramme er funnet å være feilfri, blir bryteren 408 regulert til en tilstand 2 hvor talerammen blir tilført som passende behandlet via blokk 406 til utgangen 403, og derfra videre til taledekoderen. Hvis en taleramme er funnet å være feilaktig, regulerer blokken 410 bryteren 408 til en tilstand 1 slik at erstatningsblokken 402 dermed forsyner utgangen 403 med den foregående taleramme som ble mottatt som feilfri, modifisert på passende måte. Både erstatningsblokken 402 for feilaktige rammer og behandlingsblokken 406 for feilfrie rammer kan om nødvendig styres i henhold til kvaliteten av dataforbindelsen, definert i en blokk 409. En blokk 405 er et forsinkelseselement som inneholder den feilfrie taleramme som sist ble mottatt, på grunnlag av hvilken blokk 402 utfører erstatningen. Den styring som utføres av blokk 406 kan finne sted for eksempel ved hjelp av en tilstandsmaskinstruktur, hvor tilstandsstrukturen i henhold til GSM-spesifikasjon 06.11 er et eksempel.

En fordel ved de foreliggende fremgangsmåter er deres relative enkelthet. Mottatte talerammer blir behandlet som enheter, og selv om erstatningen av feilaktige taleparametere med feilfrie parametere og behandlingen med feilfrie talekodingsparametere blir styrt i henhold til kvaliteten på dataforbindelsen blir dette gjort under ett for alle talekodingsparameterne i en taleramme. Bare en erstatningsprosedyre blir dermed brukt, for eksempel en i samsvar med GSM-spesifikasjon 06.11, idet erstatningsprosedyren styrer behandlingen av alle talekodingsparametere, uten å ta hensyn til at kanalkoding vanligvis beskytter forskjellige talekodingsparametere i forskjellig grad, hvorved fordelingen og hyppigheten av feil i forskjellige talekodingsparametere kan variere. En taleramme kan tolkes som feilaktig og erstatning/dempning av talekodingsparameterne påbegynt hvis talerammen inneholder selv bare en feil. Utgangen fra taledekoderen kan således dempes eller gjøres helt taus bare fordi enkelte beskyttede talekodingsparametere er feilaktige i en taleramme. En del av talekodingsparameterne i talerammen kan imidlertid være feilfrie, men dempningen og erstatningen blir likevel utført på slike feilfrie taleparametere, d.v.s. at de blir utført for pessimistisk, noe som forårsaker avbrytelser av talesignalet og forringelse av talekvaliteten. I behandlingen av talekodingsparameterne i feilfrie talerammer i henhold til en tilstandsmaskinstruktur, er det også mulig at noen parametere blir dempet for sterkt på grunnlag av feil som har inntruffet i tidligere talerammer.

Den benyttede feilkontrollinformasjon er også ofte feilaktig eller for ineffektiv. For eksempel vil en trebits paritetssjekk i GSM-systemet ikke detektere mange ukorrigerte overføringsfeil, som, på grunnlag av tester utført av søkeren, forårsaker de mest intense og ubehagelige forstyrrelser i den tale som syntetiseres av taledekoderen.

Formålet med oppfinnelsen er å behandle talekodingsparametere ved dempning for å maksimalisere, i talekoding, den taleinformasjonsmengde som oppnås fra overføringskanalen, og å minimalisere virkningen av feilaktige talekodingsparametere, inn i virkningen av overføringsfeilene på talekvaliteten således forblir så liten som mulig.

Dette blir oppnådd med en fremgangsmåte for behandling av talekodingsparametere i en mottaker i et telekommunikasjonssystem, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene å motta et kodet talesignal via en overføringskanal, hvilket kodet talesignal innbefatter talerammer som inneholder talekodingsparametere; å kanaldekode talesignalet ved at feilaktige talerammer blir detektert og indikert ved kanaldekoding; å behandle parametere i de feilaktige talerammer på grunnlag av den foregående taleramme eller de foregående talerammer; å utføre taledekoding på talerammene. Fremgangsmåten erkarakterisert vedå inndele talekodingsparameterne i en taleramme i grupper på en eller flere talekodingsparametere, hvilke grupper utgjør logiske virtuelle overføringskanaler; å bestemme kvaliteten av hver av de virtuelle overføringskanaler under en forut bestemt overvåkningsperiode som er lenger enn varigheten av en taleramme; å styre behandlingen av feilfrie og feilaktige talekodingsparametere uavhengig av hver virtuell overføringskanal i henhold til den bestemte kvalitet av den virtuelle overføringskanal.

Oppfinnelsen vedrører også en mottaker for et talesignal, hvilket talesignal innbefatter talerammer som inneholder talekodingsparametere, hvilken mottaker omfatter en kanaldekoder, en anordning for behandling av talerammer og en taledekoder. Mottakeren erkarakterisert vedat anordningen for behandling av talerammer omfatter en inndelingsanordning som inndeler talekodingsparameterne i en taleramme i N grupper som hver inneholder en eller flere talekodingsparametere, M = 2, 3 ..., N behandlingskanaler som hver behandler hovedsakelig uavhengig en av talekodingsparameter-gruppene på grunnlag av kvaliteten av talekodingsparameterne i vedkommende gruppe og/eller på grunnlag av feilindikasjoner tilveiebrakt fra kanaldekoderen; en samlingsanordning som samler parametergruppene som er behandlet separat, fra de parallelle behandlingskanaler tilbake i en taleramme som blir tilført taledekoderen.

Foreliggende oppfinnelse angår også en fremgangsmåte for behandling av talekodingsparametere i et telekommunikasjonssystem, hvilken metode omfatter de trinn å kode et talesignal ved å tilveiebringe talerammer som inneholder talekodingsparametere; å kanalkode talerammene og tilføye feilkontrollbiter til disse, og sende talerammene via en dataforbindelse til en mottakende ende; å motta talerammene ved den mottakende ende; å kanaldekode talesignalet, idet feilaktige talerammer blir detektert og indikert ved kanaldekodingen; å behandle paramétere i de feilaktige talerammer på grunnlag av den foregående taleramme eller de foregående talrammer; og å utføre taledekoding på talerammene. Fremgangsmåtene erkarakterisert vedat A) kanalkodingen av talerammene omfatter trinnene a1) å inndele talekodingsparameterne i en taleramme i grupper med en eller flere talekodingsparametere, hvilke grupper utgjør logiske virtuelle overføringskanaler; a2) å utføre feilindikerende koding uavhengig på hver virtuell overføringskanal; b) at behandlingen av talerammene ved mottakerenden omfatter trinnene b1) å bestemme kvaliteten av hver virtuell overføringskanal uavhengig på grunnlag av den feilindikerende koding, b2) å styre behandlingen av feilfrie og feilaktige talekodingsparametere uavhengig på hver virtuell overføringskanal i henhold til den bestemte kvaliteten av den virtuelle overføringskanal.

Foreliggende oppfinnelse vedrører også et telekommunikasjonssystem hvor en sender omfatter en talekoder som frembringer talerammer inneholdende talekodingsparametere og en kanalkoder, og hvor en mottaker omfatter en kanaldekoder, en anordning for å behandle talerammer og en taledekoder. Systemer erkarakterisert vedat senderen omfatter en kodingsenhet som inndeler talekodingsparameterne i en taleramme i N virtuelle kanaler, hver av hvilke inneholder en eller flere talekodingsparametere, og utfører feilindikerende koding uavhengig på hver virtuell kanal, idet anordningen for behandling av talerammer i en mottaker videre omfatter N behandlingskanaler, hver av hvilke behandler hovedsakelig uavhengig talekodingsparameterne i en av de virtuelle overføringskanaler i henhold til kvaliteten av den respektive virtuelle overføringskanal, hvor kvaliteten blir bestemt på grunnlag av feilindikasjoner generert av den feilindikerende koding av vedkommende virtuelel kanal i et antall forut bestemte talerammer, og en samlingsanordning som samler de behandlede parametergrupper fra de N parallelle behandlingskanaler tilbake i en taleramme som blir tilført en taledekoder.

Hovedideen ved oppfinnelsen er at en overføringskanal og talerammer sendt til denne og mottatt fra denne ikke blir behandlet som en enhet, men talekodingsparameterne i en taleramme blir inndelt i grupper, i hver av hvilke behandlingen av feilfrie talekodingsparametere eller bruken av feilaktige talerammer blir styrt uavhengig. Dette er basert på det faktum at talekodingsparametere overført på en overføringskanal vanligvis er beskyttet i henhold til sin viktighet, feilfordelinger og hyppigheter i bedre beskyttede talekodingsparametere adskiller seg således fra dårligere parametere. Overføringsfeil er heller ikke jevnt fordelt i bitene i en taleramme. Det kan således tenkes at istedenfor en virkelig fysisk overføringskanal kan hver gruppe med parametere eller endog en enkelt talekodingsparameter utgjøre en individuell logisk «delkanal» eller en «virtuell kanal» i den fysiske overføringskanal, idet en slik virtuell kanal har andre karakteristikker enn de andre virtuelle kanalene. På hver virtuell overføringskanal kan således behandlingen av feilfrie parametere eller bruken av feilaktige talerammer også styres uavhengig i henhold til kvaliteten av hver virtuell overføringskanal. Behandlingen av talekodingsparameterne i en bedre virtuell overføringskanal må derfor ikke styres i henhold til kvaliteten av den dårligste virtuelle overføringskanal, men erstatningsprosedyren kan ta hensyn til den bedre beskyttelse av vedkommende virtuelle overføringskanal eller det faktum at feil ikke har inntruffet i området for den virtuelle kanal i den taleramme som skal behandles. På grunn av dette kan taleparameterne i virtuelle kanaler med god kvalitet av en taleramme, som klassifiseres som fullstendig feilaktig i konvensjonelle systemer, behandles som feilfri ved å erstatte bare talekodingsparameterne i virtuelle kanaler med dårlig kvalitet. Det er således mulig også å utnytte en del av informasjonen i feilaktige talerammer, hvorved bruken av taleinformasjon mottatt fra en overføringskanal i taledekoding kan økes, noe som for eksempel reduserer avbrudd som inntreffer i tale sammenlignet med en situasjon hvor alle talerammer som selv i liten grad er feilaktige, blir forkastet. Den økte og mer fokuserte feilindikasjon reduserer også antallet udetekterte feil og reduserer dermed de verste hørbare forstyrrelser betydelig.

Ifølge oppfinnelsen blir kvaliteten av en fysisk overføringskanal, og også kvaliteten av en virtuell overføringskanal, bestemt ved å overvåke kvaliteten av mottatte talekodingsparametere på vedkommende kanal under en forut bestemt overvåkningsperiode, som er lenger enn varigheten av talerammen, fortrinnsvis et antall talerammer. Kvaliteten av overføringskanalen kan bestemmes som en kumulativ funksjon av pålitelighetsindikasjoner beregnet fra talekodingsparametere mottatt under en overvåkningsperiode, og de som er oppnådd fra kanaldekoderen. Den enkleste måte er å beregne den kumulative fordeling av feilfrie og feilaktige taleparameter-grupper.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir kvaliteten av hver virtuell kanal også påvirket av et anslag over kvaliteten av hele den mottatte taleramme, d.v.s. kvaliteten av hele den fysiske overføringskanal, og ved et overslag av kvaliteten av de andre talekodingsparametere eller parametergrupper, d.v.s. kvaliteten av de andre virtuelle kanaler, på hvilke talekodingsparameterne som er behandlet ved et gitt tidspunkt, for eksempel er avhengige på grunn av en utført taledekodingsoperasjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse finner således en fullstendig eller delvis erstatning av en taleramme sted i flere uavhengige deler av talerammen, idet disse deler imidlertid er i stand til å utnytte informasjon om operasjonen av de andre deler om nødvendig. En del av en feilaktig taleramme kan således brukes hvis kvaliteten av den respektive virtuelle kanal bestemt over den forut bestemte periode, er tilstrekkelig god. På den annen side kan en del av en enkelt fullstendig feilfri taleramme forkastes hvis kvaliteten av den respektive virtuelle kanal under overvåkningsperioden er tilstrekkelig dårlig innenfor den benyttede overvåkingsperiode. Hvis for eksempel femti talerammer har vært feilaktige rammer, er en feilfri taleramme ubetydelig med hensyn til talekvaliteten. Resultatet er at foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å behandle talesignalet over lengre tidsperioder som er viktigere for kvaliteten og forståeligheten til talen enn en enkelt taleramme. Bruk av en enkelt taleramme kan forårsake hurtige endringer i talen og derved minske talekvaliteten. Oppfinnelsen sikter mot å oppnå så nøyaktig informasjon som mulig om kvaliteten av hver talekodingsparameter, idet det dermed blir mulig å maksimalisere den mengde taleinformasjon som oppnås fra en overføringskanal og å minimalisere virkningen av feilaktige talekodingsparametere, slik at virkningen av overføringsfeil på kvaliteten av et dekodet talesignal derved forblir lite. Antallet hørbare intensive forstyrrelser blir redusert når mer nøyaktig indikasjon blir oppnådd om en feil, og behandlingen om parameterne kan fokuseres på bare visse parametere, hvorved taleparametere ikke blir dempet på en overføringskanal på hvilken forstyrrelser inntreffer.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet er detaljert ved hjelp av de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et blokkskjema over en mottaker i et telekommunikasjonssystem som overfører et talesignal; Fig. 2 er et blokkskjema over en tidligere kjent kodingsparameter- behandlingsenhet; Fig. 3 er et blokkskjema over talekodingsparameter-behandlingen i henhold til oppfinnelsen; Fig. 4 er et eksempel på virkemåten av behandlingsblokken 505 på figur 3;

Fig. 5 illustrerer hovedtrekkene ved en sender; og

Fig. 6 illustrerer hovedtrekkene ved en mottaker.

Talekodingsparameter-behandlingen i henhold til foreliggende oppfinnelse kan anvendes i ethvert digitalt telekommunikasjonssystem hvor et digitalt målesignal blir overført, idet dette signalet blir kodet ved senderenden ved enhver egnet talekodingsmetode til en form for talekodingsparametere for å bli overført over en overføringsvei, og blir dekodet ved en mottaker ved hjelp av de overførte talekodingsparametere til et syntetisert talesignal.

Oppfinnelsen kan for eksempel brukes i de mottakerdeler av et telekommunikasjonssystem som er vist på figur 1, hvor disse deler innbefatter

behandling av talekodingsparametere før de blir tilført en taledekoder 106, basert på talekodingsparameter-feilindikasjoner oppnådd fra kanaldekoderen eller utledet på annen måte. Oppfinnelsen omfatter således en fremgangsmåte for å forbedre talekodingsparameter-behandlingsblokken 104 på figur 1. Med hensyn til å optimalisere ytelsen til hele systemet, blir det vanligvis foretrukket også å

modifisere kanaldekoderen 101 og taledekoderen 106 for å tilpasse dem til behandlingsblokkens 104 virkemåte i henhold til oppfinnelsen. Etter behov kan foreliggende oppfinnelse anvendes i behandlingsblokk 104 uten å endre strukturen og virkemåten av kanaldekoderen 101 og taledekoderen 106.

Med hensyn til oppfinnelsen har det ingen betydning hvilken talekodingsmetode som anvendes i taledekoderen 106, siden oppfinnelsen er basert på behandling av talekodingsparametere i en taleramme separat eller i små grupper. Disse gruppene kan være bestemte talekodingsmetode-spesifikke på en måte som er den mest korrekte i hvert spesielt tilfelle, idet den benyttede talekodingsmetode dermed ikke har noen virkning på oppfinnelsens grunnleggende ide. Det er derfor ikke noe behov for å beskrive noen spesiell talekodingsmetode i foreliggende søknad. Som et eksempel på en kjent metode kan imidlertid nevnes RPE-LTP-metoden i det mobile GSM-kommunikasjonssystemet. Den nøyaktige struktur av overføringsrammer som brukes for overføring av talekodingsparametere, d.v.s. av talerammer, er ikke av stor viktighet av hensyn til oppfinnelsen heller. Den nøyaktige oppbygning av talerammer kan variere fritt avhengig av telekommunikasjonssystemet og overføringsforbindelsen, og ingen spesiell taleramme-struktur vil blir beskrevet mer detaljert i denne forbindelse. Som et eksempel på en kjent taleramme skal imidlertid TRAU-rammen i det mobile GSM-kommunikasjonssystemet nevnes, idet bruken av en slik ramme til taleoverføring er diskutert i GSM-spesifikasjonen 08.60.

Kanaldekoderen 101 må være forsynt med en feildetekterings- og korrigerings-prosedyre av en eller annen type, ved hjelp av hvilken feilaktige talerammer blir detektert, om mulig. Hvis kanaldekoderen 101 eller en annen del i mottakeren ikke tilveiebringer tilstrekkelig nøyaktige feilindikasjoner for å fastslå de parameterspesifikke virtuelle kanaler ifølge oppfinnelsen, kan de virtuelle kanaler dannes fra parametergrupper bestående av flere parametere, eller feilindikasjoner kan utledes på grunnlag av fordelingen og de innbyrdes relasjoner mellom talekodingsparameterne, d.v.s. ved å utnytte talekarakteristikkene. En talekarakteristikk er at alle mulige kombinasjoner av talekodingsparametere ikke nødvendigvis inntreffer i feilfrie talerammer.

Med hensyn til oppfinnelsen blir det foretrukket at i et telekommunikasjonssystem kan individuell feilkontrollindikasjon overføres for hver talekodingsparameter eller parametergrupper som utgjør en virtuell kanal. Utledningen kan også utføres parameterspesifikk uten overført feilkontrollindikasjon, for eksempel fra mottatte myke bestemmelsesverdier. Dette betyr et større antall overførte feilkontrollindikasjoner, slik at overføringshastigheten som brukes for disse indikasjoner, også øker. I et telekommunikasjonssystem må det være mulig å bruke en forholdsvis stor andel av overføringskanal-kapasiteten til overføring av feilkontrollinformasjon. I tillegg blir kapasitet for dette formål oppnådd for eksempel når en ny, mer utviklet talekodingsmetode blir benyttet istedenfor eller sammen med en tidligere talekodingsmetode i et eksisterende telekommunikasjonssystem, hvor den nye metode virker ved lavere overføringshastighet. Ett eksempel på en slik modifikasjon i et telekommunikasjonssystem, er beskrevet i søkerens tidligere finske patentsøknad 943302.

I forbindelse med den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, beskrevet på figur 3 og 4 nedenfor, blir det imidlertid antatt at indikasjonen av de feilaktige/feilfrie parametergrupper utledet på grunnlag av den feilkorreksjons-koding som benyttes av telekommunikasjonssystemet eller på annen måte, blir tilveiebrakt fra kanaldekoderen eller en annen del av mottakeren. En slik indikasjon kan for eksempel være BFI (Bad Frame Indication, indikasjon av dårlig ramme) i henhold til GSM. Feildeteksjon og identifikasjon av feilaktige rammer er diskutert i GSM-spesifikasjon 05.03 (kanalkoding).

På figur 3 omfatter behandlingsenheten 104 en inngang 511 der det mottas en taleramme 102 fra kanaldekoderen 101. En inndelingsanordning 501 inndeler talerammer i virtuelle kanaler 502(1 )...502(N) bestående av enkelte talekodingsparametere eller grupper av slike. Hver virtuell kanal 502(1)...502(N) er forsynt med en utpekt uavhengig behandlings- og erstatnings-prosedyreblokk 505(1 )...505(N), til hvilken talekodingsparameteren eller parametrene i den virtuelle kanal blir ført. Talekodingsparameterne 506(1)...506(N) som behandles i blokkene 505(1 )...505(N) blir samlet på nytt i en samlingsanordning 507 til en taleramme 107, som blir tilført via en utgang 512 til taledekoderen 106 (figur 1). Overvåkningsblokken 504 for overføringsforbindelsen overvåker kvaliteten av talekodingsparameterne ved hjelp av feilindikasjoner beregnet fra talerammene 102 og feilindikasjoner 103 mottatt ved en inngang 509 fra kanaldekoderen 101. Disse feilindikasjoner 103 kan også innbefatte virtuelle kanalspesifikke feilindikasjoner som vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor. Anslaget 510 av verdien av talekodingsparameterne, fastslått på denne måten, blir tilført en blokk 503 som styrer vekselvirkningen mellom behandlings- og erstatnings-prosedyrene 505, idet blokken 503 styrer blokkene 505(1 )...505(N) via en styrebuss 508. Bussen 508 kan innbefatte flere signaler som kan benyttes til å styre hver blokk 505 separat om nødvendig, og for overføring av informasjon, slik som feilindikasjoner, til hver blokk. Styreblokken 503 sikrer også at funksjonene til behandlings- og erstatnings-blokkene for de forskjellige virtuelle kanaler blir koordinert på en rimelig måte. Denne koordinering avhenger av den anvendte talekodingsmetode og avhengigheten mellom dens talekodingsparametere. Denne koordinering kan for eksempel omfatte det faktum at når blokk 504 definerer kvaliteten av overføringsforbindelsen som meget dårlig, regulerer styreblokken 503 på sentralisert måte alle behandlings- og erstatningsblokkene 505(1 )...505(N) for å dempe taleparameterne uansett verdiene av enkelte talekodingsparametere. Kvaliteten av overføringskanalen kan for eksempel bestemmes som en kumulativ funksjon av pålitelighetsindikasjoner beregnet fra talekodingsparametere 102 mottatt under en forut bestemt periode, og de som er oppnådd fra kanaldekoderen 101. På det enkleste kan kvaliteten av overførings-kanalen bestemmes som en kumulativ fordeling av feilfrie og feilaktige tallrammer, for eksempel bare på grunnlag av signalet 103.

Blokkskjema på figur 4 viser en måte til realisering av behandlings- og erstatnings-blokkene 505 på figur 3. Den enkelte talekodingsparameter eller talekodingsparameter-gruppen som tilhøres inndelingsanordningen 501 for en virtuell kanal 502, blir tilført en behandlingsblokk 601 og en feilparameter deteksjonsblokk 602. Behandlingsblokken 601 utfører behandlingen av både feilaktige og feilfrie parametere. Virkemåten av behandlingsblokk 601 blir styrt av et signal 605 frembrakt fra en styreblokk 603, idet dette signalet indikerer feilaktig heten av en talekodingsparameter eller talekodingsparameter-gruppe talekodingsparameterne 506 som behandles av behandlingsblokken 601, blir tilført via utgang 607 til blokken 505 til kombineringsblokk 507 (figur 4). I tillegg blir de behandlede talekodingsparametere tilbakeført fra utgang 607 til et buffer 604 for tidligere brukte talekodingsparametere, idet dette buffer inneholder de behandlede talekodingsparametere P1, P2 ..., PN i N tidligere talerammer i den virtuelle kanal. Bufferlageret 604 er forbundet med behandlingsblokk 601 for å bruke de lagrede talekodingsparametere P1, P2,PN i behandlings- og erstatnings-prosedyren for feilaktige talekodingsparametere. Avhengig av styresignalet 605 behandler behandlingsblokk 601 enten de feilfrie parametere eller erstatter de feilaktige parametere med parametere fra bufferlageret 604. På det enkleste betyr behandlingen på feilfrie parametere at talekodingsparametere mottatt fra den virtuelle kanal 502 blir overført som slike via utgangen 607 til samlingsanordningen 507. Dette finner vanligvis sted når signalet 508 indikerer at kvaliteten av dataforbindelsen er høy. Behandlingen og erstatningen av feilaktige talekodingsparametere kan utføres med enhver egnet behandlings- og erstatnings-prosedyre, for eksempel ved å erstatte de feilaktige talekodingsparametere i en taleramme med gjennomsnittet av talekodingsparameterne P1, P2, ..., PN i N foregående talerammer, lagret i bufferlageret 604. Vis kvaliteten av den virtuelle kanal er lav, kan de feilaktige taleramme n ikke erstattes med den tidligere feilfrie ramme n-1, men endringen i parameterverdiene fra ramme n-1 til ramme n vil bli filtrert, for eksempel ved hjelp av ligning f(n)-0,5<*>f(n-1)+0,5<*>a(n), hvor f(f) og a(a) er utgangen og inngangen for korreksjonsalgoritmen. Ved dempning og erstatning av talekodingsparametere kan for eksempel den prosedyre som er beskrevet i GSM-spesifikasjon 06.11 (erstatning og demping av mistede rammer for taletrafikk-kanaler med full hastighet) også anvendes.

Deteksjonsblokken 602 kan også utlede feilindikasjoner på grunnlag av fordelingen og de innbyrdes relasjoner mellom mottatte talekodingsparametere. Talekarakteristikker blir dermed anvendt, for eksempel det faktum at alle mulige kombinasjoner og verdier av talekodingsparametere ikke nødvendigvis inntreffer i feilfrie talerammer. Tillatte kombinasjoner eller verdier kan for eksempel defineres for talekodingsparameteret, idet talekodingsparametere som avviker fra disse kombinasjoner eller verdier blir definert som feilaktige i deteksjonsblokk 602, slik at deteksjonsblokk 602 således tilveiebringer feilindikasjon 608. Alternativt er det mulig for eksempel å definere forbudte kombinasjoner og verdier for talekodingsparametere slik at talekodingsparametere som passer til disse kombinasjoner eller verdier, forårsaker feilindikasjonen 608. Kriterier som brukes for å detektere feilaktige talekodingsparametere kan også variere med kvaliteten av overføringskanalen, idet meldingen om dette for eksempel blir oppnådd i form av signalet 508. I deteksjonsblokk 602 kan for eksempel den deteksjonsprosedyre som er beskrevet i søkerens tidligere finske patentsøknad 944345 anvendes, imidlertid med den forskjell at nå blir feilindikasjon tilveiebrakt for enkelte talekodingsparametere eller grupper av disse, og ikke for en hel taleramme. Deteksjonsblokken 602 kan også tilveiebringe feilindikasjon, idet denne feilindikasjon betegner en feil som eksisterer i talekodingsparameterne i vedkommende virtuelle kanal, fra kanaldekoderen 101 eller en annen del av mottakeren.

Styreblokken 603 kan for eksempel innbefatte en tilstandsmaskin i henhold til GSM-spesifikasjonen 06.11, hvor denne tilstandsmaskin som styrer behandlingen av talekodingsparametere, finner sted i blokk 601 på grunnlag av en feilindikasjon 608 som oppnås fra deteksjonsblokk 602. I tillegg blir virkemåten til styreblokk 603 påvirket av det virtuelle kanalvekselvirkning-styresignal 508, som blir oppnådd fra styreblokk 503 på figur 4. Styresignalet 508 består av feilindikasjoner oppnådd fra den aktuelle kanaldekoder og av informasjon om virkemåten og tilstandene til de andre virtuelle kanaler 502. Hver virtuell kanal blir således forsynt med en utpekt tilstandsmaskin-struktur som foretar uavhengige beslutninger. Dette betyr at selv om feilaktige talekodingsparametere ble detektert og en erstatningsprosedyre for feilaktige talekodingsparametere ble fulgt i en virtuell kanal 502, kan de andre virtuelle kanaler 502 fremdeles utføre behandling av feilfrie talekodingsparametere, d.v.s. for eksempel i tilstand 0 av tilstandsmaskin-strukturen på figur 3. Talekodingsparameter-behandlingen i henhold til oppfinnelsen endrer således talekodingsparameterne bare i denne ene virtuell kanal og sender talekodingsparameterne i de andre virtuelle kanaler uendret videre til samlingsanordningen 507. Taledekodingen kan således bruke så meget som mulig av den taleinformasjon som er tilveiebrakt i den opprinnelige taleramme, noe som reduserer antallet forstyrrelser og avbrytelser i talesignalet og forbedrer kvaliteten av hørbar tale sammenlignet med en situasjon hvor hele talerammer ble forkastet. Siden en del av talekodingsparameterne i en feilaktig taleramme i tillegg også kan benyttes på den ovenfor beskrevne måte,.for eksempel er bryteren 408 i henhold til figur 2 ikke nødvendig, siden en talekodingsparameter i behandlingsblokk 505 for hver virtuell kanal, som tilføres utgangen 607, alltid blir lagret i bufferlageret 604 uansett om den stammer fra en feilaktig eller feilfri taleramme.

Figur 5 viser en sender som frembringer virtuelle kanalspesifikke feilindikasjoner i talerammer. Et talesignal 70 blir tilført en talekoder 701, som frembringer en taleramme i henhold til en fullhastighets trafikkanal i et GSM-system, hvor denne taleramme inneholder 220 talekodingsparameter-biter istedenfor 2260 biter, på grunn av den mer utviklede talekodingsmetode i koderen 701. En inndeler 702 deler inn talekodingsparameterne i tre virtuelle overførings-kanaler 1, 2 og 3 på følgende måte:

38 spektrumparameter-biter til kanal 1 (blokk 703),

62 biter som representerer forsterkningen og grunnfrekvensen til talesignalet til kanal 2 (blokk 707),

120 eksitasjonsbiter for et talesyntetiseringsfilter til kanal 3 (blokk 711).

I hver av disse tre virtuelle overføringskanaler 1, 2 og 3, blir feilkontrollbiter tilføyd uavhengig til taleparameter-bitene i feilkodingsblokker 704, 708 og 712, respektive, og kanalkoding blir utført uavhengig henholdsvis i kanalkodere 705, 709 og 713.

De to viktigste virtuelle kanaler 1 og 2 er hver forsynt med en 3-bits CRC-paritetskontrollkode (CRC). Ingen feilkontrollbiter blir tilføyd den virtuelle kanal 3.

Etter kanalkodingen frembringer de virtuelle kanaler 1, 2 og 3 henholdsvis 82, 138 og 236 biter (blokkene 706, 710 og 714), som blir kombinert til en 456 bits taleramme (blokk 715), som blir sendt til en overføringskanal 716.

Figur 6 viser hovedtrekkene ved en mottaker egnet til mottakelse til den taleramme som er frembrakt av senderen på figur 5. Den 456 bits taleramme blir mottatt fra overføringskanalen 716 ved en inndeler 720, som deler inn de kanalkodede talekodingsbiter i de virtuelle kanaler 1, 2 og 3 til tilsvarende virtuelle kanaler, d.v.s. 82 biter til kanal 1 (blokk 721), 138 biter til kanal 2 (blokk 724) og

236 biter til kanal 3 (blokk 727). På hver kanal blir kanaldekoding utført uavhengig i henholdsvis kanaldekodere 722, 725 og 738, og CRC-paritetskontroll i henholdsvis kontrollblokker 723, 726 og 729. Deretter blir taleparameterbiten tilført behandlingsblokker 505(1), 505(2) og 505(3), som behandler feilfrie og feilaktige talekodingsparametere uavhengig for hver virtuell kanal. Feilindikasjon 730 eller 731 blir også tilført behandlingsblokkene hvis blokk 723 eller 726 detekterer at parameterne i den virtuelle kanal inneholder feil som den ikke er i stand til å korrigere. Blokkene 505 er for eksempel maken til blokk 505 på figur 4. D e taleparametere som behandles av blokkene 505, blir tilført en samler 732, som tilveiebringer en taleramme som inneholder 220 talekodingsbiter, idet denne taleramme blir tilført en taledekoder 733. Blokkene e505 kan være forsynt med en styreenhet 734 som koordinerer deres vekselvirkning, idet denne styreenhet er maken til styreblokk 503 på figur 3.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til visse utførelsesformer, vil det være klart at beskrivelsen bare er gitt som et eksempel, og at den kan endres og modifiseres uten å avvike fra rammen for oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyde krav.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for behandling av talekodingsparametere i en mottaker i et telekommunikasjonssystem, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å motta et kodet talesignal via en overføringskanal, hvor det kodede talesignal som innbefatter talerammer, inneholder talekodingsparametere; å kanaldekode talesignalet, idet feilaktige talerammer blir detektert og indikert i kanaldekodingen; å behandle parametere i de feilaktige talerammer på grunnlag av den foregående taleramme eller de foregående talerammer; og å utføre taledekoding på talerammene, karakterisert ved at behandlingen av talerammer omfatter følgende trinn: å inndele talekodingsparameterene i en taleramme i grupper med en eller flere talekodingsparametere, hvilke grupper utgjør logiske virtuelle overføringskanaler; å bestemme kvaliteten av hver av de virtuelle overføringskanaler under en forut bestemt overvåkningsperiode som er lenger enn varigheten av en taleramme; og å styre behandlingen av feilfrie og feilaktige talekodingsparametere uavhengig på hver virtuell overføringskanal i henhold til den bestemte kvalitet av den virtuelle overføringskanal.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved å detektere feil uavhengig på hver virtuell overføringskanal, å behandle talekodingsparametere uavhengig på hver virtuell overføringskanal som inneholder feil ved hjelp av de tilsvarende talekodingsparametere i den tidligere taleramme eller de tidligere talerammer, å samle sammen på nytt de separate behandlede talekodingsparameter-grupper til en taleramme, og å taledekode den samlede taleramme.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 3, karakterisert ved å bestemme kvaliteten av en virtuell overføringskanal ved å overvåke kvaliteten av mottatte talekodingsparametere under en forut bestemt overvåkningsperiode.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert 'ved at kvaliteten av talekodingsparameterne blir bestemt som en kumulativ funksjon av pålitelighetsindikasjoner beregnet fra talekodingsparametere mottatt under en forut bestemt periode og de som er oppnådd fra kanaldekodingen.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, karakterisert ved å beregne en kumulativ fordeling av feilaktige og feilfrie rammer.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å bestemme kvaliteten av en virtuell overføringskanal på grunnlag av feilindikasjon vedrørende parameterne på den virtuelle kanal, hvilken feilindikasjon blir oppnådd fra kanaldekodingen.

7. Mottaker for et talesignal, hvilket talesignal innbefatter talerammer som inneholder talekodingsparametere, idet mottakeren omfatter en kanaldekoder (101), en anordning (104) for behandling av talerammer og en taledekoder (106), karakterisert ved at anordningen for behandling av talerammer omfatter en inndelingsanordning (501), som inndeler talekodingsparameterne i en taleramme i N grupper som hver inneholder en eller flere talekodingsparametere, N = 2, 3 ; N behandlingskanaler (502) som hver behandler hovedsakelig uavhengig hver av talekodingsparameter-gruppene på grunnlag av kvaliteten av talekodingsparameterne i gruppen og/eller på grunnlag av de feilindikasjoner som er oppnådd fra kanaldekoderen (101); og en samlingsanordning som samler parametergruppene som er behandlet separat fra de parallelle behandlingskanaler tilbake i en taleramme, som blir tilført taledekoderen (106).

8. Mottaker i henhold til krav 7, karakterisert ved at hver behandlingskanal innbefatter en detekteringsanordning (602) for feilaktige talekodingsparametere, et lager (604) i hvilket de tilsvarende talekodingsparametere for en eller flere foregående talerammer blir lagret, og en behandlings- og erstatnings-enhet (601) i hvilken talekodingsparametere som er identifisert som feilaktige, blir erstattet med parametere som er dannet på grunnlag av talekodingsparametere lagret i lageret.

9. Mottaker i henhold til krav 7 eller 8, karakterisert ved at anordningen for behandling av talerammer også omfatter en anordning (504) for overvåkning av kvaliteten av hele overføringskanalen, en styreenhet (503) som styrer vekselvirkningen mellom behandlingskanalene i avhengighet av kvaliteten av overføringskanalen.

10. Fremgangsmåte for behandling av talekodingsparametere i et telekommunikasjonssystem, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende trinn å kode et talesignal ved å tilveiebringe talerammer som inneholder talekodingsparametere; å kanalkode talerammene og tilføye feilkontroll-biter til disse, å overføre talerammene via en dataforbindelse til en mottakende ende; å motta talerammene ved den mottakende ende; å kanaldekode talesignalet, idet feilaktige talerammer blir detektert og indikert ved kanaldekodingen; å behandle parametere i de feilaktige talerammer på grunnlag av den foregående taleramme eller de foregående talerammer; og å utføre taledekoding på talerammene, karakterisertvedat A) kanalkodingen av talerammene omfatter følgende trinn: a1) å inndele talekodingsparameterne i en taleramme i grupper med en eller flere talekodingsparametere, hvilke grupper danner logiske virtuelle overføringskanaler; og a2) å utføre feilindikerende koding uavhengig på hver virtuelle overføringskanal; B) behandlingen av talerammene ved den mottakende ende omfatter følgende trinn b1) å bestemme kvaliteten av hver virtuelle overføringskanal uavhengig på grunnlag av den feilindikerende koding, og b2) å styre behandlingen av feilfrie og feilaktige talekodingsparametere uavhengig på hver overføringskanal i henhold til den bestemte kvalitet av den virtuelle overføringskanal.

11. Telekommunikasjonssystem hvor en sender omfatter en talekoder (701), som tilveiebringer talerammer innholdende talekodingsparametere, og en kanalkoder (705, 709, 713), og en mottaker omfatter en kanaldekoder (722, 725,

728), en anordning for behandling av talerammer, og en taledekoder (733), karakterisert ved at senderen omfatter en kodingsenhet (702) som inndeler talekodingsparametere i en taleramme i N virtuelle kanaler, som hver inneholder en eller flere talekodingsparametere, og utfører feilindikerende koding (704) uavhengig på hver virtuell kanal, idet anordningen for behandling av talerammer i en mottaker videre omfatter N behandlingskanaler som hver behandler (505) hovedsakelig uavhengig talekodingsparameterne i en av de virtuelle overføringskanaler i henhold til kvaliteten av den respektive virtuelle overføringskanal, hvor kvaliteten blir bestemt på grunnlag av feilindikasjoner generert av den feilindikerende koding (722- 723 725-726, 728-729) for vedkommende virtuelle kanal i et forut bestemt antall talerammer, og en samlingsanordning (732) som samler de behandlede parametergrupper fra de N parallelle behandlingskanaler tilbake til en taleramme som blir tilført en taledekoder (733)