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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf die Signalverarbeitung und insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die den Übergang eines Audio-Datensignal-Wandlers zwischen
der aktiven Betriebsart und der inaktiven Betriebsart auf der Grundlage
bestimmter Charakteristiken des Audio-Datensignals ermöglicht.
Diese Erfindung findet Anwendungen in digitalen Kommunikationssystemen,
wie z. B. einem digitalen zellularen System, oder einem Sprache-über-IP-
(VoIP-) System, insbesondere in Systemen, die zur Überbrückung von
Vocodern fähig
sind, und die selektiv die Aktivierung oder Deaktivierung der Decodierungs-
und Codierungs-Funktionen
in der Verbindung ermöglichen
können.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
einem digitalen Kommunikationssystem, wie z.B. einem drahtlosen
System oder einem VoIP-System kann ein Audio-Signal durch eine Serie von
Sprach-Codierern und -Decodierern verarbeitet werden, während es
von einem Endpunkt zu einem anderen übertragen wird. In dem Beispiel
einer digitalen zellularen Mobil-zu-Mobil-Verbindung wird das Audio-Datensignal
zunächst
von einem Sprach-Codierer an dem ersten Mobiltelefon codiert und
in einem codierten Format an eine Sendeempfänger-Basisstation eines Zellenstandortes
gesandt, wo es zu der Basisstations-Steuerung übertragen wird, die diesen
Zellenstandort mit Diensten versorgt. An der Basisstations-Steuerung
wird die codierte Sprachinformation von einem kompatiblen Sprach-Decodierer verarbeitet,
der den komprimierten Sprache-Datenstrom
in PCM-Abtastproben umwandelt. Die PCM-Abtastproben werden dann über ein
drahtgebundenes Netzwerk, wie das PSTN (öffentliches Fernsprechwählnetz)
in Richtung auf die Basisstations-Steuerung transportiert, die den
Zellenstandort mit Diensten versorgt, der mit dem anderen Mobiltelefon
in Kommunikation steht. An der zweiten Basisstations-Steuerung werden
die PCM-Sprach-Abtastproben
erneut von einem Sprach-Codierer verarbeitet. Die codierte Information
wird von der Sendeempfänger-Basisstation
des Zellenstandortes an das zweite Mobiltelefon gesandt, wo der
komprimierte Sprach-Datenstrom noch einmal einen Sprach-Decodierer
in PCM-Abtastproben umgewandelt wird, die zur Erzeugung eines Audiosignals
verwendet werden können.
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Hierbei
sind Codecs an beiden Seiten der Mobil-zu-Mobil-Verbindung in Tandem
geschaltet, was dafür
bekannt ist, dass es die Sprachqualität als Ergebnis der aufeinanderfolgenden
Codierung/Decodierung des Audio-Datensignals verschlechtert.
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Die „Vocoder-Überbrückungs"-Technik mildert
dieses Problem, insbesondere wenn die Codecs auf beiden Seiten der
Verbindung identisch sind. Während
einer Verbindung und wenn die Codecs an den Basisstations-Steuerungen
ihre gegenseitige Existenz erkennen, werden sie abgeschaltet, so
dass die codierte Sprachinformation, die an der ersten Basisstations-Steuerung
ankommt, in codiertem Format durch das PSTN fließt und als solche an der zweiten Basisstations-Steuerung
ankommt. Diese Prozedur beseitigt eine Decodierungs-Operation des Sprachsignals
an der ersten Basisstations-Steuerung und eine erneute Codierungs-Operation
des Signals an der zweiten Basisstations-Steuerung. Als Ergebnis wird die Audio-Qualität beträchtlich
verbessert.
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Wenn
sie sich in der Vocoder-Überbrückungs-Betriebsart
befinden, tauschen die zwei Basisstations-Steuerungen Einheiten
von komprimierten Daten aus. Jede dieser Einheiten enthält eine Identifikation,
wobei diese Identifikation den komprimierten Zustand der Daten darstellt.
Für jede
Dateneinheit, die von der zweiten Basisstations-Steuerung empfangen
wird, wenn sich diese in der Überbrückungs-Betriebsart
befindet, wird die Identifikation aus der Dateneinheit ausgelesen
und zur Bestätigung
dafür verwendet,
dass die Einheit tatsächlich komprimierte
Information enthält.
Die Dateneinheit wird dann entsprechend verarbeitet und an das zweite
Mobiltelefon gesandt, ohne dass sie zunächst neu codiert wird, wie
dies in einer Betriebsart ohne Überbrückung erfolgen
würde.
Bei Fehlen einer derartigen Identifikation schließt die zweite
Basisstations-Steuerung hieraus, dass die erste Basisstations-Steuerung nicht
mehr länger
komprimierte Daten sendet, und dass die Kommunikation in der Richtung
von der ersten Basisstations-Steuerung zu der zweiten Basisstations-Steuerung
die Form von PCM-Sprach-Abtastproben hat. Entsprechend schaltet
die zweite Basisstations-Steuerung
auf die Betriebsart ohne Überbrückung in
dieser Richtung zurück.
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Um
zusätzliche
Informationen über
die „Vocoder-Überbrückungs"-Technik zu erhalten,
wird der Leser auf das US-Patent 5 768 308 verwiesen, das auf den
vorliegenden Inhaber erteilt wurde und den Prozess mit vielen Einzelheiten
beschreibt.
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Der
Leser wird weiterhin auf das US-Patent 5 793 810 verwiesen, das
ein Verfahren zur Überbrückung von
Vocodern in einem digitalen mobilen Kommunikationssystem beschreibt,
das den Schritt des Anhängens
von Überbrückungs-Betriebsart-Daten an
Daten, die von einer Vielzahl von mobilen Stationen ausgesandt werden,
wobei die Überbrückungs-Betriebsart-Daten
Befehle an die Vocoder liefern, Codierungs-/Decodierungs-Operationen
nicht auszuführen,
sowie den Schritt der Aussendung der resultierenden Daten umfasst.
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Der
Codec in einer Basisstations-Steuerung kann auf die Überbrückungs-Betriebsart als Ergebnis einer
In-Band-Quittungsaustausch-Operation mit dem Codec in der anderen
Basisstations-Steuerung umschalten. Die Aussendung von Steuerinformation von
einem Codec zu dem anderen über
den Audio-Datenstrom ermöglicht
es, dass dieser Quittungsaustausch-Betrieb erfolgt. Die Steuerinformation
wird durch Bit-Stehlen übertragen.
Dies wird durch Einfügen
von Bits von dem Steuer-Informationssignal in ausgewählte PCM-Abtastproben
bewirkt.
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Sobald
der Quittungsaustausch-Vorgang abgeschlossen ist, wird bewirkt,
dass der Decodierer des Codecs in einer Basisstations-Steuerung
und der Codierer des Codecs in der anderen Basisstations-Steuerung
auf die inaktive Betriebsart übergehen.
Dieser Übergang
kann akustisch feststellbar sein, weil er eine Verzerrung über das Übertragungsmedium
der Verbindung für
eine kurze Zeitperiode hervorrufen kann. Dies ist unerwünscht, weil
in idealer Weise der Übergang
in einer Weise erfolgen sollte, die so transparent wie möglich für den Benutzer ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
einem ersten Gesichtspunkt ergibt die Erfindung einen Signalprozessor,
wie er im Anspruch 1 beansprucht ist. In einem weiteren Gesichtspunkt
der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, wie es in Anspruch
5 beansprucht ist. In einem weiteren Gesichtspunkt ergibt die Erfindung
ein Übertragungssystem,
wie es im Anspruch 7 beansprucht ist.
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Die
vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1
ergibt einen Signalprozessor zum Bewirken der Umwandlung eines Audio-Datensignals
von einem Format zu einem anderen. Der Signalprozessor weist einen
Signalwandler auf, der selektiv eine von zwei Betriebsarten annehmen
kann, nämlich
eine erste Betriebsart und eine zweite Betriebsart. In der ersten Betriebsart
wandelt der Signalwandler das Audio-Datensignal von einem Format auf ein
anderes um und gibt das umgewandelte Audio-Datensignal von dem Ausgang
des Signalprozessors ab. In der zweiten Betriebsart ist der Signalwandler
abgeschaltet und ermöglicht
den Durchgang des Audio-Datensignals ohne Umwandlung an den Ausgang.
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Der
Signalprozessor hat eine Steuereinheit, die mit dem Signalwandler
gekoppelt ist, um die Betriebsart des Signalwandlers zu steuern,
wobei die Steuereinheit auf ein erstes Steuersignal anspricht, um
es dem Signalwandler zu ermöglichen,
von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umzuschalten,
wobei das erste Steuersignal anzeigt, dass der Signalprozessor in
Kommunikationsbeziehung mit einem entfernt angeordneten Signalprozessor steht,
der zu einem Betrieb in einer der ersten und zweiten Betriebsarten
fähig ist,
wobei die Steuereinheit weiterhin auf ein zweites Steuersignal anspricht, das
die Art der Sprachaktivität
in dem Audio-Datensignal
darstellt, um das Umschalten des Signalwandlers von der ersten Betriebsart
auf die zweite Betriebsart zu verhindern.
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Der
Signalprozessor kann Anwendungen in digitalen Kommunikationssystemen
finden, wie z. B. digitalen Zellularsystemen oder einem Sprache-über-IP-
(VoIP-) System, insbesondere in zu einer Codec-Überbrückung fähigen Systemen, die selektiv
die Aktivierung oder Deaktivierung der Codierungs- und Decodierungs-Funktionen in der
Verbindung ermöglichen
können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Audio-Datensignal ein codiertes Signal, das eine Folge von
Datenrahmen einschließt.
Der Signalwandler weist einen Codec mit einem Decodierer auf, der
sich an einer Basisstation des Netzwerkes befindet, die das Audio-Datensignal von
dem Mobiltelefon empfängt.
In der aktiven Betriebsart des Signalwandlers wandelt der Decodierer das
Audio-Datensignal in ein PCM-Format um und sendet es an eine entfernt
angeordnete Basisstation über
ein drahtgebundenes Netzwerk, wie z.B. das PSTN (öffentliches
Fernsprechwählnetz).
In der inaktiven Betriebsart leitet der Signalwandler die codierten
Audio-Daten, nämlich
die komprimierten Datenrahmen, an den Ausgang des Signalprozessors
ohne Decodieren der Daten weiter.
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An
der entfernt angeordneten Basisstation, die das Audio-Datensignal
von der ersten Basisstation empfängt,
hat der Signalwandler einen Codec mit einem Codierer. In der aktiven
Betriebsart des Signalwandlers wandelt der Codierer das Audio-Datensignal
von dem PCM-Format in ein komprimiertes Format um und sendet die
codierten Daten an das entsprechende Mobiltelefon. In der inaktiven
Betriebsart leitet der Signalwandler die codierten Audio-Daten, die
von der ersten Basisstation empfangen werden, an das entsprechende
Mobiltelefon ohne erneute Codierung der Daten weiter.
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Die
technischen Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 5 und des Übertragungssystems gemäß Anspruch
7 entsprechen denen des Prozessors nach Anspruch 1.
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Weitere
Gesichtspunkte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei
einer Betrachtung der folgenden Beschreibung von speziellen Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren ersichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine digitale Mobil-zu-Mobil-Zellularsystem-Verbindung über das
PSTN zeigt;
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2 ist
ein Blockschaltbild, das die Signalprozessoren in zwei jeweiligen
Basisstations-Steuerungen des digitalen zellularen Systems nach 1 zeigt,
die den neuartigen Signalprozessor gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gerätemäßig ausbilden;
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3 ist
ein Blockschaltbild einer Steuereinheit in der Basisstations-Steuerung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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1 ist
eine Blockschaltbild-Darstellung eines Teils eines zellularen drahtlosen
Telekommunikations-Netzwerkes. In dieser Figur bewegen sich mobile
Endgeräte
(MT) in den hexagonalen Bereichen, die als Zellen definiert sind.
Feste drahtlose Endgeräte
(FWT) sind ebenfalls in den Bereichen enthalten, die als Zellen
definiert sind. Jede Zelle deckt einen vorgegebenen geografischen
Bereich ab und hat eine Sendeempfänger-Basisstation (BTS), die über Funkkanäle mit den
MT's und FWT's kommuniziert. Ein
typisches Kommunikationsprotokoll zwischen den BTS's und den MT's und den FWT's kann ein TDMA-Protokoll
sein. Alternativ könnte
das Kommunikationsprotokoll ein CDMA- oder GSM-Protokoll sein, um
nur einige zu nennen. Zu Erläuterungszwecken
sei nachfolgend angenommen, dass ein TDMA-Protokoll wirksam ist. Eine Anzahl dieser BTS's (das heißt Zellen)
können über Drahtleitungen oder
Mikrowellen-Verbindungsstrecken 150 mit einer Basisstations-Steuerung 100, 105 (BSC)
verbunden sein, die unter anderem Übergabe-Funktionen steuert und das Signal in
der angeforderten Weise lenkt. Jede BSC 100, 105 ist
mit einem drahtgebundenen Netzwerk 130 verbunden. Das drahtgebundene Netzwerk 130 kann
unter anderem das öffentliche Fernsprechwählnetz (PSTN),
das diensteintegrierende digitale Netzwerk (ISDN) und das Internet
einschließen.
Ortsfeste Endgeräte 140 (LT),
die mit dem drahtgebundenen Netzwerk 130 verbunden sind, sind
ebenfalls aus Gründen
der Vollständigkeit
gezeigt.
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In
einem speziellen Anruf- oder Verhindungs-Szenarium kommuniziert
ein erster Teilnehmer 160 mit einem zweiten Teilnehmer 165 über einen
ersten Zellenstandort 170 und eine erste BSC 100 und
einen zweiten Zellenstandort 175 und eine zweite BSC 105.
Die BSC's 100 und 105 kommunizieren
miteinander über
das drahtgebundene Netzwerk 130.
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Jede
BSC 100, 105 umfasst einen digitalen Signalprozessor.
Gemäß 2 ist
der Signalprozessor 200 der BSC 100 zugeordnet,
während
der Signalprozessor 205 der BSC 105 zugeordnet
ist. Der digitale Signalprozessor 200 schließt einen
Codec 210 ein, der die Fähigkeit einer Sprach-Transcodierung von
einem mu-Gesetz-Format
(oder A-Gesetz-PCM in Abhängigkeit
davon, welches Format verwendet wird) auf ein komprimiertes Format
(entsprechend der verwendeten Norm), und umgekehrt bereitstellt. Der
digitale Signalprozessor 205 schließt einen Codec 215 ein,
der die gleichen Transformationen ausführt. In einem speziellen Beispiel
ist das verwendete komprimierte Format VSELP (Vektorsummen-erregte
lineare Prädiktion).
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Die
digitalen Signalprozessoren 200 und 205 sind miteinander über eine Übertragungseinrichtung 231 verbunden,
die ein Signalübertragungspfad über das
drahtgebundene Netzwerk 130 sein könnte. Für den Zweck dieses Beispiels
schließt
die Übertragungseinrichtung 231 eine
T1-Verbindung ein.
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Der
digitale Signalprozessor 200 schließt eine Steuereinheit 220 ein,
die eine Quittungsaustausch-Prozedur mit dem digitalen Signalprozessor 205 bewirkt,
um eine Codec-Überbrückungsbedingung,
falls möglich,
auszubilden. Eine Steuereinheit 225 ist in dem digitalen
Signalprozessor 205 vorgesehen, um die Quittungsaustausch-Funktion
auf der Seite des Signalprozessors 205 abzuwickeln. Im
Betrieb tauschen die Steuereinheiten 220 und 225 Steuersignale über die
Transporteinrichtung 231 aus. Diese Steuersignale werden
mit dem Audio-Datenstrom multiplexiert,
der über
die Transporteinrichtung 231 transportiert wird. Alternativ
können
die Steuersignale getrennt über
die Transporteinrichtung 231, parallel zu dem Audio-Datenstrom,
ausgesandt werden. Wenn die Quittungsaustausch-Operation abgeschlossen
ist, gibt die Steuereinheit 220 ein örtliches Signal an den Eingang 211 des
Codec 210 ab, so dass die Decodierungs-funktion abgeschaltet
wird. In ähnlicher
Weise gibt die Steuereinheit 225 ihr eigenes örtliches
Signal an einen Eingang 212 des Codecs 215 ab,
so dass die Codierungs-funktion
abgeschaltet wird. Beispielsweise werden codierte (komprimierte)
Audio-Daten, die
dem Eingang 230 des Signalprozessors 200 zugeführt werden,
ohne Decodierung über
die Transporteinrichtung 231 weitergeleitet. Wenn die komprimierten
Audio-Daten den Signalprozessor 205 erreichen, leitet er
diese an den Ausgang 235 ohne erneute Codierung weiter,
und er wird an das Mobiltelefon 165 gelenkt, das das Ende der
Verbindung bildet. Dieser Prozess wird weiter unten in dieser Beschreibung
mit weiteren Einzelheiten beschrieben.
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Digitale
Signalprozessoren bestehen allgemein aus mehrfachen Signalprozessoren,
die im Handel von einer Anzahl von Lieferanten erhältlich sind.
Ein derartiger Prozessor ist der 560001-DSP der Firma Motorola.
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Wenn
eine Mobil-zu-Mobil-TDMA-Verbindung, wie sie in 1 und
in 2 gezeigt ist, verwirklicht wird, so sind zwei
digitale Signalprozessoren an der Verbindung beteiligt. Normalerweise
wird ein Audio-Datensignal, das eine Audio-Information in einem codierten Format
ist (wobei diese Codierung an dem Mobiltelefon 160 bewirkt
wurde), einem Eingang 230 des digitalen Signalprozessors 200 zugeführt. Ohne
dass irgendeine Codec-Überbrückungs-Prozedur
aufgerufen ist, wird das Audio-Datensignal an die Decodierer-Einheit
des Codec 210 weitergeleitet und in ein PCM-Format decodiert.
Als nächstes
werden die PCM-Abtastproben
an den digitalen Signalprozessor 205 über die Transporteinrichtung
transportiert. Die Codierer-Einheit des Codec 215 führt eine erneute
Codierung der PCM-Abtastproben aus, die dann an das Mobiltelefon 165 gesandt
werden können.
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Diese
aufeinanderfolgende Decodierungs-/Codierungs-Operation führt Verzögerungen und
ein wahrnehmbares Codierungsrauschen ein, das die Qualität des Sprachsignals
beeinträchtigt.
Es sei bemerkt, dass eine derartige Beeinträchtigung der Sprachqualität aufgrund
der aufeinanderfolgenden Decodierungs-/Codierungs-Operation auch
in einem anderen digitalen Kommunikationssystem als einem drahtlosen
System auftreten kann, beispielsweise in einem Paket-Netzwerk, das
VoIP realisiert. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf Netzwerk-Konfigurationen
anwendbar, in denen ein Paket-Netzwerk mit einer anderen Netzwerk-Art
verbunden sein kann, wie z.B. einem leitungsvermittelten Netzwerk
oder einem drahtlosen Netzwerk.
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Das
Codec-Überbrückungsmerkmal,
das ausführlich
in dem US-Patent 5 768 308 beschrieben ist, ist besonders für TDMA-Mobil-zu-Mobil-Kommunikationen
vorteilhaft, die mit zwei zu einer Überbrückung fähigen digitalen Signalprozessoren
verwirklicht sind, die miteinander so verbunden sind, wie dies in 2 gezeigt
ist. Die Codec-Überbrückungs-Realisierung
beruht auf der Feststellung, dass ein digitaler Signalprozessor
direkt mit einem anderen digitalen Signalprozessor in einer digitalen Kommunikationssystem-Verbindung
verbunden ist.
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Bei
einem typischen Zusammenwirken sendet der digitale Signalprozessor 200 an
den digitalen Signalprozessor 205 ein Steuer-Informationssignal, das
im Wesentlichen eine Identifikation ist. Wie dies weiter oben kurz
erläutert
wurde, wird diese Quittungsaustausch-Funktion durch die Steuereinheiten 220 und 225 abgewickelt.
Wenn die Steuereinheit 225 des digitalen Signalprozessors 205 dieses
Signal empfängt,
liefert sie an die Steuereinheit 220 des digitalen Signalprozessors 200 eine
Bestätigungsmitteilung
zurück.
Bei Empfang der Bestätigungsmitteilung
gibt die Steuereinheit 220 des digitalen Signalprozessors 200 eine
weitere Steuermitteilung an die Steuereinheit 225 ab und
aktiviert die Überbrückungs-Betriebsart (das
heißt
die inaktive Betriebsart) durch Senden eines Steuersignals an den
Eingang 211 an den Codec 210, so dass der Decodierer des
Codec 210 deaktiviert wird. Dies bedeutet, dass der ankommende
Strom von codierten Rahmen von dem Mobiltelefon 160 als
solcher in die Transporteinrichtung 231 weitergeleitet
wird. Wenn die Steuereinheit 225 des digitalen Signalprozessors 205 die Überbrückungs-Steuermitteilung
von der Steuereinheit 220 empfängt, gibt die Steuereinheit 225 ein örtliches Steuersignal
ab, das bewirkt, dass der Codierer des Codec 215 die Überbrückungs-Betriebsart
(das heißt die
inaktive Betriebsart) annimmt, so dass die codierten Audio-Rahmen
durch den Signalprozessor 205 hindurch übertragen werden, ohne neu
codiert zu werden.
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Der
Kommunikationsprozess zwischen den Steuereinheiten 220 und 225 ist
unabhängig
von den Sprachcodierungs-/Decodierungs-Operationen. Für die Zwecke
dieser Beschreibung ist es nicht erforderlich, näher zu erläutern, wie die Steuerinformations-Signale,
die zur Durchführung
der Quittungsaustausch-Prozeduren
zwischen den Steuereinheiten 220 und 225 verwendet
werden, erzeugt werden, oder wie sie bei ihrem Empfang verarbeitet
werden, um die Überbrückungs-Betriebsart
aufzurufen. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten zu diesen Punkten wird
der Leser auf das US-Patent 5 768 308 verwiesen.
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Um
den Übergang
auf die Überbrückungs-Betriebsart
an jedem Codec 210, 215 präziser zu steuern, ist jede
Steuereinheit 220, 225 mit einem Eingang 221, 222 versehen,
der ein Signal empfängt,
das den Typ der Sprachaktivität
in dem Eingangs-Audio-Datensignal darstellt. In dem Signalprozessor 200 wird
dieses Signal von einem Detektor 226 gewonnen, der das
Audio-Datensignal empfängt und
es verarbeitet, um festzustellen, ob es Sprachinformation enthält. Der
Detektor 226 kann irgendeiner einer Anzahl von bekannten
Formen von Detektoren sein, die in der Lage sind, eine Charakteristik
des Audio-Datensignals zu unterscheiden, das eine bestimmte Bedingung
darstellt, wie z. B. das Fehlen einer Sprachaktivität oder einer
Sprachaktivität
mit niedrigem Pegel.
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Unter
der Annahme, dass die bestimmte Bedingung das Fehlen von Sprachaktivität ist, sind
Beispiele von passenden Sprachdetektoren in dem US-Patent 5 774
847 beschrieben, das am 30. Juni 1998 auf den Namen von Chu et al.
erteilt und auf die Firma Northern Telecom Limited übertragen
wurde. In besonders bevorzugter Weise analysiert der Detektor 226 jeden
Datenrahmen in dem Audio-Datensignal. Der Detektor arbeitet anhand
des Koeffizienten-Segmentes des Datenrahmens, um festzustellen,
ob es Sprachklänge
oder Nicht-Sprachklänge enthält.
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Wenn
das vorstehende Beispiel weiter betrachtet wird, bei dem die bestimmte
Bedingung das Fehlen von Sprachaktivität ist, so kann das Ausgangssignal
des Detektors 226, das an dem Eingang empfangen wird, ein
einfaches binäres
Signal sein, wobei jeder Zustand die Sprache/Nichtsprache-Art des
derzeitigen Datenrahmens bezeichnet. Wenn somit der derzeitige Datenrahmen
Sprachklänge
enthält,
so nimmt das Ausgangssignal des Detektors 226 einen Zustand
an, wobei dieser Zustand die Steuereinheit 220 daran hindert,
zu bewirken, dass der Codec 210 auf den inaktiven Zustand übergeht. Wenn
der derzeitige Datenrahmen jedoch Nicht-Sprachklänge enthält, so ändert sich das von dem Detektor 226 abgegebene
Signal und die Steuereinheit 220 ermöglicht unter der Annahme, dass
sie eine erfolgreiche Quittungsaustausch-Prozedur mit der Steuereinheit 225 abgeschlossen
hat, dass der Übergang
in den Codec 210 bewirkt wird. In diesem Beispiel ermöglicht oder
verhindert das Steuersignal, das von dem Detektor 226 abgegeben
wird, lediglich, dass der Übergang
erfolgt und reicht als solches nicht aus, diesen Übergang
zu bewirken.
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Die
Steuereinheit 225 in dem zweiten Signalprozessor 205 wird
ebenfalls durch einen Detektor 227 aktiviert, der das Audio-Datensignal
verarbeitet, das sich von dem zweiten Signalprozessor 205 in Richtung
auf den ersten Signalprozessor 200 ausbreitet. Die Konstruktion
und Betriebsweise des Detektors 227 ist die gleiche wie
die Struktur und Betriebsweise des Detektors 226.
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Es
sei bemerkt, dass ein Fachmann erkennen würde, dass wenn der Übergang
von der aktiven Betriebsart auf die inaktive Betriebsart allgemein
auf einer anderen bestimmten Bedingung beruht, als dem Fehlen der
Sprachaktivität,
wie z.B. einem niedrigen Pegel der Sprachaktivität oder dem Vorhandensein eines
bestimmten Segmentes von Sprache, andere Arten von Detektoren verwendet
werden könnten.
Die Wahl des Detektors hängt
von der bestimmten Bedingung ab, die erfasst werden soll.
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Wie
dies weiter oben beschrieben wurde, wird, wenn sich das digitale
Kommunikationssystem in der Überbrückungs-Betriebsart
befindet, die Signalisierungsinformation von der sendenden Basisstations-Steuerung
an die empfangende Basisstations-Steuerung gesandt, um zu bestätigen, dass
die Kommunikation immer noch die Form von komprimierten Daten hat.
Das Fehlen dieser Signalisierungsinformation zeigt der empfangenden
Basisstations-Steuerung an, dass die Kommunikation in der Richtung
von der sendenden Basisstations-Steuerung
zu der empfangenden Basisstations-Steuerung auf die Betriebsart
ohne Überbrückung umgeschaltet wurde.
Diese Signalisierungsinformation nimmt die Form von Identifikationen
an, die mit den komprimierten Dateneinheiten gekoppelt sind, und
erfordert somit die Zuteilung zusätzlicher Bits für jede Dateneinheit.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwirklicht das digitale Kommunikationssystem
ebenfalls eine Bedingungs-Detektionsprozedur, das eine Bestätigung über die
Form der Kommunikation an die Basisstations-Steuerung liefert, so dass ein verringertes
Ausmaß an
Signalisierungsinformation oder keine zusätzliche Signalisierungsinformation
erforderlich ist. Die Bedingungs-Detektions-Prozedur
wird durch die Steuereinheit jeder Basisstations-Steuerung gerätemäßig ausgebildet
und sieht den Übergang
einer empfangenden Basisstations-Steuerung von einer Überbrückungs-Betriebsart
auf eine Betriebsart ohne Überbrückung auf
der Grundlage einer Charakteristik des Audio-Datensignals vor, das
von einer sendenden Basisstations-Steuerung empfangen wird, speziell das
Format des Audio-Datensignals. Wie dies in 3 gezeigt
ist, umfasst die Steuereinheit 300 der Basisstations-Steuerung
einen Signalteiler 302, einen örtlichen Decodierer 304 und
eine Korrelatoreinheit 306, die alle nachfolgend ausführlicher
beschrieben werden.
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Spezifisch
für die
sendende Basisstations-Steuerung wird, wenn sie sich in der Überbrückungs-Betriebsart
befindet, jede Einheit der komprimierten Daten, die von dem sendenden
mobilen Endgerät
empfangen wird, zunächst
decodiert, um den entsprechenden Satz von PCM-Sprach-Abtastproben
erkennbar zu machen. Die komprimierte Dateneinheit wird dann auf
den entsprechenden Satz von PCM-Sprach-Abtastproben überlagert,
und die resultierende Dateneinheit, die sowohl komprimierte als auch
PCM-Format-Daten enthält,
wird an die empfangende Basisstations-Steuerung ausgesandt. Ein Bit-Stehlen
kann dazu verwendet werden, die Überlagerung
der komprimierten Dateneinheit auf den Satz von PCM-Sprach-Abtastproben zu bewirken, wobei
die Daten in bestimmten vorgegebenen, eine niedrigere Wertigkeit
aufweisenden Bit-Positionen jeder der PCM-Sprach-Abtastproben durch die komprimierten
Daten überschrieben
werden. Somit enthalten für
eine bestimmte PCM-Sprach-Abtastprobe lediglich die verbleibenden
eine höhere
Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen die tatsächliche PCM-Sprach-Abtastprobe. In einem
speziellen Beispiel werden die Bit-Positionen 0, 1, und 2 einer 8-Bit-PCM-Sprach-Abtastprobe
verwendet, um einen Teil der komprimierten Dateneinheit zu übertragen, so
dass lediglich die Bit-Positionen 3–7 tatsächliche Daten der PCM-Sprach-Abtastprobe
enthalten. Alternativ kann lediglich eine Teilmenge der entsprechenden
Menge von PCM-Sprach-Abtastproben zur Übertragung der komprimierten
Dateneinheit verwendet werden.
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Speziell
für die
empfangende Basisstations-Steuerung werden von der sendenden Basisstations-Steuerung
empfangene Daten nicht mehr auf das Vorhandensein einer Identifikation überprüft. Vielmehr
wird das Format der Daten geprüft,
um erkennen zu lassen, ob die Daten in einem ersten oder einem zweiten
Zustand gesandt werden. In dem ersten Zustand werden die empfangenen
Daten gleichzeitig im PCM-Format und in komprimiertem Format ausgesandt.
In dem zweiten Zustand werden die empfangenen Daten im PCM-Format
ausgesandt. Die Steuereinheit 300 empfängt das Audio-Datensignal von
der sendenden Basisstations-Steuerung an dem Eingang 308.
Das Signal wird dann an einen Signalteiler 302 weitergeleitet,
der für
das Aufteilen des Audio-Datensignals in zwei Teile verantwortlich
ist, einen ersten Teil, der das Audio-Datensignal im PCM-Format darstellt,
und einen zweiten Teil, der das Audio-Datensignal in komprimierter
Form darstellt. Der erste Teil des Datensignals wird über die Verbindungsstrecke 312 an
die Korrelatoreinheit 306 gesandt, in der er in einem Puffer
gespeichert wird. Der zweite Teil des Datensignals wird über eine
Verbindungsstrecke 310 an einen örtlichen Decodierer 304 gesandt,
in dem er in ein PCM- (dekomprimiertes) Format umgewandelt wird.
Es sei bemerkt, dass alternativ zu der Verwendung eines örtlichen
Decodierers 304 der Decodierer des Codec an der Basisstations-Steuerung
verwendet werden könnte,
um die Umwandlung des zweiten Teils des Datensignals durchzuführen. Der
Decodierer 304 gibt die rekonstruierten PCM-Daten an die
Korrelatoreinheit 306 über
eine Verbindungsstrecke 314 ab. Die Korrelatoreinheit 306 ist
dann betreibbar, um den Grad der Korrelation zwischen den ursprünglichen
empfangenen PCM-Daten (erster Teil des Audio-Datensignal) und den
rekonstruierten PCM-Daten (die von dem Decodierer 304 abgegeben
werden) zu bestimmen. Die Korrelatoreinheit 306 vergleicht
dann diesen Korrelationsgrad mit einem bestimmten, vorher definierten Schwellenwert-Pegel,
um festzustellen, ob sich die Kommunikation in der Überbrückungs-Betriebsart oder
in der Betriebsart ohne Überbrückung befindet. Wenn
der Korrelationsgrad oberhalb des Schwellenwert-Pegels liegt, wird
ein Steuersignal 316 von der Steuereinheit 300 abgegeben,
die es dem Signalwandler an der Basisstations-Steuerung ermöglicht, die Überbrückungs-Betriebsart
anzunehmen. Wenn der Korrelationsgrad unterhalb des Schwellenwert-Pegels
liegt, ermöglicht
es das Steuersignal 316 dem Signalwandler, die überbrückungsfreie
Betriebsart anzunehmen.
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Es
sei angenommen, dass ein Bit-Stehlen verwendet wird, um die komprimierte
Dateneinheit dem entsprechenden Satz von PCM-Sprach-Abtastsproben
an der sendenden Basisstations-Steuerung zu überlagern. Für jede Dateneinheit,
die an der Steuereinheit 300 empfangen wird, leitet der
Signalteiler 302 die Daten in bestimmten vorgegebenen, eine
höhere
Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen der Dateneinheit (erster
Teil) ab und sendet diese Daten an die Korrelatoreinheit 306.
Die in dem eine niedrigere Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen verbleibenden
Daten (zweiter Teil) werden an den Decodierer 304 zur Umwandlung
gesandt.
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Im
Fall der Überbrückungs-Betriebsart
sind die von der sendenden Basisstations-Steuerung empfangenden Daten eine komprimierte
Dateneinheit, die auf ihren entsprechenden Satz von PCM-Sprach-Abtastproben überlagert
ist. Nach der Decodierung der komprimierten Daten, die in den eine
niedrigere Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen der PCM-Sprach-Abtastproben
enthalten sind, ergibt sich ein Satz von rekonstruierten PCM-Sprach-Abtastproben.
Bei Vergleich dieser rekonstruierten PCM-Sprach-Abtastproben mit
den ursprünglichen
Sprach-Abtastproben,
die von den eine höhere
Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen abgeleitet wurden, ist der
Korrelationsgrad höher
als der vorher definierte Schwellenwert-Pegel der Korrelation. Entsprechend
leitet die Steuereinheit 300 der empfangenden Basisstations-Steuerung
ab, dass die Kommunikation von der sendenden Basisstations-Steuerung
die Form von komprimierten Daten hat, und dass sich das Übertragungssystem
in der Überbrückungs-Betriebsart
befindet. Es sei bemerkt, dass die ursprünglichen PCM-Sprach-Abtastproben, die
empfangen werden, aufgrund der Bits verfälscht sind, die „geraubt" wurden, um die komprimierte
Dateneinheit zu übertragen.
Weil jedoch die „geraubten" Bits lediglich diejenigen
mit niedrigerer Wertigkeit sind, wird eine ausreichende Datenintegrität aufrechterhalten,
damit ein Vergleich des ursprünglichen Satzes
von PCM-Sprach-Abtastproben
mit dem Satz von rekonstruierten PCM-Sprach-Abtastproben zu einem
Korrelationsgrad führt,
der höher
als der Schwellenwert-Pegel der Korrelation ist.
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In
dem Fall, in dem die sendende Basisstations-Steuerung auf die Betriebsart
ohne Überbrückung umschaltet,
weisen die an der empfangenden Basisstations-Steuerung empfangenen Daten die Form
von PCM-Sprach-Abtastproben auf. In Unkenntis der Änderung
der Betriebsart der Kommunikation wird die Steuereinheit 300 an
der empfangenden Basisstations-Steuerung weiterhin die in den eine
niedrigere Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen enthaltenen Daten
decodieren, um das zu gewinnen, was als ein Satz von rekonstruierten PCM-Sprach-Abtastproben angenommen
wird. Weil die in den eine niedrigere Wertigkeit aufweisenden Positionen
der PCM-Sprach-Abtastproben enthaltenen Daten zunächst keine
komprimierten Daten sind, führt
ein Vergleich des Satzes von rekonstruierten PCM-Sprach-Abtastproben
mit dem ursprünglichen Satz
von PCM-Sprach-Abtastproben,
die von den eine höhere
Wertigkeit aufweisenden Bit-Positionen abgeleitet
werden, zu einem Korrelationsgrad, der niedriger als der vorher
definierte Schwellenwert-Pegel der Korrelation ist. Entsprechend
leitet die Steuereinheit ab, dass die Kommunikation von der sendenden
Basisstations-Steuerung
zu der empfangenden Basisstations-Steuerung auf die Betriebsart ohne Überbrückung umgeschaltet
hat, und dass die empfangenen Daten die Form von PCM-Sprach-Abtastproben
haben. Die Steuereinheit erzeugt und sendet dann an den entsprechenden
Signalwandler ein Steuersignal 316 zum Aktivieren der Codierung dieser
empfangenen PCM-Sprach-Abtastproben vor der Aussendung der komprimierten
Daten an das empfangende mobile Endgerät.
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Die
vorstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sollte nicht in
beschränkender
Weise interpretiert werden, weil Änderungen und Verbesserungen
durchgeführt
werden können.
Der Schutzumfang der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.