Эффективная внутриполосная передача сигналов для осуществления прерывистой передачи и изменений конфигураций систем связи с многоскоростной адаптивной передачей сигналов
Способы осуществления прерывистой передачи (ПП) и быстрой внутриполостной передачи сигналов об изменениях конфигурации системы в системах речевой связи обеспечивают экономичность с точки зрения пропускной способности радиопередачи, с точки зрения передачи по фиксированной линии связи и с точки зрения объема трудозатрат по их реализации. Способ осуществления прерывистой передачи (ПП) в системе связи, в которой выполняют перемежение исходных данных для их передачи от первого компонента системы связи ко второму компоненту системы связи, заключается в том, что осуществляют обнаружение периодов отсутствия активности исходных данных и в течение периодов отсутствия активности исходных данных осуществляют передачу кадров дескриптора паузы (ДП) из первого компонента системы связи во второй компонент системы связи, причем перемежение некоторых из переданных кадров ДП осуществляют с использованием иного алгоритма перемежения, чем тот, который используют для исходных данных. Например, может быть выполнено поблочное диагональное перемежение исходных данных и поблочное перемежение определенных кадров ДП. Способ осуществления изменений конфигурации системы связи содержит операцию передачи кадра перехода вместо кадра речевых данных, при этом кадр перехода содержит комбинацию из большого количества битов, обеспечивающую его отличие от кадров речевых данных. Кадр перехода содержит поле данных, в котором указывают конкретные изменения конфигурации системы связи, которые необходимо выполнить для второго компонента связи. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к системам связи, в частности к прерывистой передаче (ПП) и к изменениям конфигураций систем связи с многоскоростной адаптивной передачей сигналов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время для поддержания качества связи, близкого к оптимальному, при изменении состояний канала передачи могут быть использованы системы с многорежимным кодированием, в которых применяют, по меньшей мере, два различных источника и режима кодирования-декодирования канала. Для каналов, имеющих низкое качество связи, может быть выбран режим с низкой скоростью кодирования источника в битах и с высокой степенью защиты от ошибок канала. С другой стороны, высококачественные каналы связи позволяют осуществлять выбор режима кодирования-декодирования с высокой скоростью кодирования источника в битах и с относительно низкой степенью защиты от ошибок.
В данной области техники известно, что для обеспечения соответствующего декодирования принятых данных такие системы с многорежимным кодированием должны осуществлять передачу (либо в явном виде, либо в неявном виде) фактически выбранного режима кодирования-декодирования в приемное устройство декодирования. Системы двухсторонней связи с адаптацией режима кодирования-декодирования должны дополнительно осуществлять передачу подобной информации и по линии обратной связи. Она представляет собой либо квантованные данные измерений линии связи, характеризующие текущее состояние канала прямой линии связи, либо запрос/команду соответствующего режима кодирования-декодирования с учетом состояния канала. Такие данные об адаптации линии связи известны в данной области техники как информация о режиме кодирования-декодирования, которая состоит из указателей режима кодирования-декодирования (фактически выбранного режима кодирования-декодирования) и запросов/команд режима кодирования-декодирования (режима кодирования-декодирования, который должен быть использован передающей стороной). В находящемся в процессе разработки стандарте многоскоростной адаптивной передачи (МСАП) (AMR) для Глобальной системы мобильной связи (ГСМС) (GSM) используют вышеописанную адаптацию режима кодирования-декодирования.
В подобных системах МСАП для перераспределения частей ресурсов передачи речи, предназначенных для передачи управляющей информации, используют внутриполосную передачу сигналов. Ее используют при недоступности каких-либо других каналов управления, пригодных для использования. Примером использования внутриполосной передачи сигналов является стандарт кодирования речи в системах GSM (ГСМС) с МСАП. В нем для передачи данных об адаптации линии связи МСАП используют части канала речевого трафика системы GSM (ГСМС). В частности, в стандарте МСАП для системы GSM (ГСМС) предусмотрен внутриполосный канал для передачи информации о режиме кодирования-декодирования.
Информация о режиме кодирования-декодирования состоит из запросов/команд режима кодирования-декодирования и указателей режима кодирования-декодирования, передачу которых осуществляют в каждом втором кадре (через каждые 40 мс) в чередующемся порядке. В информации о режиме кодирования-декодирования указан режим кодирования-декодирования в виде поднабора, содержащего до 4-х режимов кодирования-декодирования из 8-ми (для адаптивного режима с максимальной скоростью передачи речевых данных, или АМСПР (AFS)) или из 6-ти (для адаптивного режима с половинной скоростью передачи речевых данных, АПСПР (AHS)) возможных режимов. Эти поднаборы режимов кодирования-декодирования называют активными наборами кодирования-декодирования.
В любой системе связи, в том числе в вышеописанной системе GSM (ГСМС) с МСАП, пропускная способность передачи представляет собой ограниченный и дорогостоящий ресурс. Поэтому для сохранения пропускной способности при передаче речи широко используют способ прерывистой передачи (ПП). Иногда ПП называют передачей речевых сообщений (ПРС) (VOX). Основной принцип ПП состоит в отключении передачи при отсутствии речевой активности. Вместо нее осуществляют передачу так называемых параметров комфортного шума (КШ) (CN), которые позволяют устройству декодирования воспроизводить сигнал отсутствия активности, который обычно представляет собой какой-либо фоновый шум. Для передачи параметров КШ необходим гораздо меньший объем ресурсов, чем для передачи речи. ПП также является важной особенностью телефонных аппаратов мобильной связи, поскольку она позволяет отключать электропитание устройств (например, радиопередающих устройств) при отсутствии речевой активности. Это способствует экономии мощности аккумуляторов и приводит к увеличению времени работы телефонных аппаратов в режиме разговора.
В системах двухсторонней связи с использованием ПП одна линия связи обычно является активной, а другая линия связи является неактивной (поскольку в то время как один абонент говорит, другой абонент слушает его). По активной линии связи необходимо осуществлять передачу в приемник кадров дескриптора паузы (ДП) (SID) (также известных как кадры дескриптора информации о фоне или комфортного шума), причем с несколько уменьшенной скоростью передачи кадров. Кадры ДП содержат параметры КШ и позволяют осуществлять в приемнике генерацию сигнала радиомолчания в виде комфортного шума, например, для того, чтобы слушающий пользователь был уверен в том, что соединение все еще остается активным.
В действующих в настоящее время стандартах кодирования речи с максимальной скоростью передачи МС (FR), с половинной скоростью передачи ПС (HR) и с 1/8 максимальной скоростью передачи ВМС (EFR) для системы GSM (ГСМС) реализацию ПП осуществляют очень похожими способами. В качестве примера ниже будет приведено описание современных способов передачи речи в системе GSM (ГСМС) под управлением ПП для кодека ВМС (EFR) системы GSM (ГСМС). Для получения дополнительной информации можно обратиться, например, к стандартам GSM 06.11, GSM 06.12, GSM 06.21, GSM 06.22, GSM 06.31, GSM 06.41, GSM 06.61, GSM 06.62 и GSM 06.81, а также к связанным с ними документам. Алгоритм ВМС (EFR) системы GSM (ГСМС) описывают следующим образом:
О завершении речевой активности сообщают посредством передачи первого кадра ДП, который не синхронизован по фазе с SACCH (МСКУ-медленный совмещенный канал управления). В предпочтительном варианте он следует непосредственно за последним активным кадром речевых данных. После этого первого кадра ДП осуществляют передачу кадров обновления ДП с периодом один кадр через каждые 24 кадра (=480 мс). Передачу кадров обновления ДП производят совместно с флагом привязки по времени (ФПВ) (TAF), генерацию которого осуществляют в подсистемах радиосвязи и который получают из структуры кадров МСКУ. Во время отсутствия активности не осуществляют передачу никаких других кадров, кроме кадров ДП. Период отсутствия активности заканчивают путем простого возобновления передачи активных кадров речевых данных.
Подсистема радиосвязи (ПСР) (RSS) обрабатывает кадры ДП так же, как и обычные кадры речевых данных. Это, в частности, означает, что для них используют то же самое канальное кодирование и диагональное перемежение, что и для кадров речевых данных. Для параметров комфортного шума, которые характеризуют форму спектра и коэффициент усиления сигнала отсутствия активности, используют, по существу, сорок три (43) рабочих бита. Для специальной комбинации битов ДП, служащей для идентификации кадра как кадра ДП и обеспечивающей его отличие от кадров речевых данных, используют девяносто пять (95) рабочих битов. Кодирование параметров КШ осуществляют отдельно от параметров, полученных из последних переданных кадров речевых данных.
На Фиг.1 вышеописанный способ передачи кадров ДП изображен для режима КТ/МСПР (TCH/FS) (то есть для канала трафика / максимальной скорости передачи речевых данных), а на Фиг.2 - для режима КТ/ПСПР (TCH/HS) (то есть для канала трафика / половинной скорости передачи речевых данных). В верхнем ряду символически изображены кадры речевых данных в том виде, в котором они поступают на вход устройства кодирования речи. В среднем ряду символически изображены кадры МДВР (множественного доступа с временным разделением каналов), посредством которых осуществляют передачу соответствующих речевых данных или битов ДП через интерфейс радиосвязи. В нижнем ряду символически изображены кадры речевых данных или комфортного шума после устройства декодирования речи. Длительность каждого кадра речевых данных равна точно 20 мс. Среднее значение расстояния между кадрами МДВР равно точно 5 мс. Кадры МДВР для МСКУ и ОЖИДАНИЯ не показаны. Также не показаны задержки, обусловленные аппаратурной реализацией, и другие побочные эффекты.
Помимо обычного способа передачи кадров ДП, осуществляемой синхронно и имеющей привязку по времени к постоянной временной структуре, в рекомендации G.729 / Приложение Б Сектора по стандартизации Международного союза по телекоммуникациям (ITU-T recommendation G.729/Annex В) описан способ ПП, в котором передачу кадров ДП осуществляют всякий раз, когда необходимо выполнить обновление параметров КШ, поскольку за время, прошедшее с момента передачи последнего кадра ДП, произошло их существенное изменение.
В известной Тихоокеанской системе цифровой сотовой связи (ТСЦСС) (PDC), обладающей функциональными возможностями ПРС, для передачи сигналов о переходах от речи к отсутствию активности или, соответственно, обратно от отсутствия активности к речи используют специальные хвостовые кадры и кадры заголовка (см., например, стандарт RCR STD-27D). Эти кадры содержат уникальные битовые комбинации с большим количеством битов, служащие для их идентификации. Хвостовые кадры состоят из двух кадров канала, причем первый из них не содержит никакой другой информации, кроме битовой комбинации идентификации, а второй из них содержит параметры комфортного шума, характеризующие сигнал отсутствия активности. При отсутствии речевой активности осуществляют периодическую передачу хвостовых кадров, что позволяет принимающей стороне производить корректировку процесса генерации комфортного шума. Для хвостовых кадров и кадров заголовка используют то же самое перемежение, что и для кадров речевых данных.
Описанные выше обычные способы осуществления ПП, реализованные в системе GSM (ГСМС) с максимальной скоростью передачи МС (FR), с 1/8 максимальной скоростью передачи ВМС (EFR) и с половинной скоростью передачи ПС (HR), не особенно пригодны для использования в системах с многорежимным кодированием. Это следует из того факта, что передачу кадра ДП осуществляют на уровне рабочих битов. Специальный двоичный код, служащий идентификатором кадра ДП, является частью потока рабочих битов. Устройство обнаружения кадра ДП в приемнике выполняет свои функции после обращенного перемежения и декодирования канала. Этот подход не пригоден для систем с многорежимным кодированием, имеющих более одного источника и свыше одного режима канала, поскольку идентификация кадра ДП зависит от выбора правильного режима кодирования-декодирования при декодировании канала. В приемнике не всегда может быть обеспечен правильный режим кодирования-декодирования, что обусловлено возможными ошибками при передаче данных о режиме.
Кроме того, по аналогичным причинам изменения схемы перемежения как для различных режимов кодирования-декодирования, так и для кадров ДП являются также нецелесообразными по причинам их сложности. Такие подходы требуют, в худшем случае, выполнения операции обращенного перемежения кадра ДП и, что является еще более неблагоприятным, выполнения дополнительного декодирования канала помимо обращенного перемежения кадра речевых данных и декодирования канала.
Кроме того, существует, по меньшей мере, две основных проблемы при практической реализации системы ТСЦСС (РDС). Во-первых, поскольку хвостовые кадры состоят из двух кадров трафика, то режим передачи при отсутствии активности является весьма неэффективным с точки зрения экономии мощности при передаче. Для каждого обновления параметра комфортного шума необходимо осуществлять передачу двух кадров. Во-вторых, поскольку переходы от режима отсутствия речевой активности к режиму наличия речевой активности осуществляют посредством кадров заголовка, то либо могут оказаться обрезанными начальные участки речевых данных, либо передачу начальных участков речевых данных продолжают с задержкой на кадр заголовка. Первый эффект непосредственно ухудшает качество восстановленной речи, а второй увеличивает задержку при передаче речи, которая может приводить к ухудшению качества при диалоге по телефону.
Также следует отметить, что применение обычной схемы диагонального перемежения для двух кадров, кадра ДП и кадра речевых данных, что в настоящее время осуществляют как в системе GSM (ГСМС), так и в системе ТСЦСС (РDС), приводит к возникновению дополнительных проблем. Применение диагонального перемежения для передачи одиночных кадров ДП является не эффективным с точки зрения использования ресурсов радиопередачи и потребляемой мощности, поскольку только одна половина каждого переданного кадра МДВР содержит информацию о ДП, а вторая половина остается неиспользуемой и, следовательно, является "бесполезной" (эти неиспользуемые половины пакетов данных отмечены на Фиг.1 и Фиг.2).
Обусловленные этим потери пропускной способности в используемых в настоящее время системах GSM (ГСМС) и ТСЦСС (PDC) малы, поскольку передачу кадров ДП осуществляют относительно редко. Однако они становятся более существенными для новых многорежимных систем связи с адаптацией режима кодирования-декодирования. Для обеспечения функционирования системы, имеющей высокую степень адаптации, передачу информации (адаптационных данных) по неактивной линии связи необходимо осуществлять гораздо более часто по сравнению с частотой передачи кадров ДП в используемых в настоящее время системах.
Кроме того, существуют определенные верхние пределы активности радиоканала при отсутствии активности (например, для системы с МСАП должны быть выполнены следующие требования:
КТ/АМСПР (TCH/AFS): 16 кадров МДВР в каждой группе кадров длительностью 480 мс; КТ/АПСПР (TCH/AHS): 12 кадров МДВР в каждой группе кадров длительностью 480 мс). Непроизводительное расходование половины имеющихся ресурсов радиопередачи означает, что передача информации о режиме кодирования-декодирования может быть осуществлена только с частотой, равной половине принципиально возможной частоты. Это приводит к возможным потерям пропускной способности вследствие более медленной адаптации режима кодирования-декодирования.
Еще одним недостатком использования того же самого диагонального перемежения для кадров ДП (несущих в себе информацию о режиме кодирования-декодирования), что и для кадров речевых данных, является задержка, вызванная этим видом перемежения. Для достижения наилучшей возможной эффективности при адаптации режима кодирования-декодирования в многорежимной системе связи необходимо обеспечивать минимальную задержку при передаче информации о режиме кодирования-декодирования. Это не позволяет использовать диагональное перемежение.
Особой проблемой в системах с ПП является обнаружение начальных участков речевых данных после периодов отсутствия активности. Пропуск начальных участков приводит к обрезанию речевых данных, получаемых на выходе устройства декодирования. С другой стороны, если в качестве начального кадра речевых данных ошибочно определен кадр, передача которого не осуществлена, то могут быть выведены нежелательные булькающие звуки или треск, которые могут приводить к существенному ухудшению качества связи.
В принципе, системы МСАП, работающие в режиме ПП, должны просто осуществлять передачу по неактивной линии связи запросов о режиме кодирования-декодирования для линии связи, являющейся активной в данный момент времени. Необходимость передачи каких-либо указателей режима кодирования-декодирования для неактивной линии связи отсутствует. Однако в том случае, когда неактивная линия связи становится опять активной, должен быть осуществлен выбор соответствующего режима кодирования-декодирования. Необходимо найти решение того, как производить выбор режима кодирования-декодирования для начальных участков речевых данных после отсутствия активности, которое обеспечивает использование одного и того же режима передающей и принимающей сторонами. Кроме того, этот режим кодирования-декодирования должен соответствовать состоянию используемого в данный момент канала радиосвязи.
Кроме способа передачи сигналов о режиме кодирования-декодирования, в стандарте МСАП до сих пор не указаны дополнительные каналы быстрого управления. Однако существует необходимость наличия такого канала, который позволит осуществить быстрые изменения конфигурации (например, изменить набор активных кодеков, изменить фазу информации о режиме кодирования-декодирования для минимизации задержки при передаче сигналов, произвести передачу обслуживания на кодек данной системы GSM (ГСМС), например, МС (FR), BMC (EFR) и ПС (HR), и/или произвести переключение на приложение, которое будет создано в будущем, например на широкополосный кодек, на режим передачи речи и данных или на мультимедийное приложение).
Следовательно, существует необходимость в создании усовершенствованных способов и устройств для осуществления ПП и изменений конфигураций в системах с адаптивной многоскоростной передачей сигналов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении реализованы описанные выше и иные требования путем создания новых решений для ПП и быстрой внутриполосной передачи сигналов об изменениях конфигурации и сообщений о протоколе, а также обеспечения обмена данными между обеими операциями, применительно к системам с многоскоростной адаптивной передачей сигналов. Раскрытые в изобретении способы и устройства имеют преимущество, заключающееся в том, что являются экономичными с точки зрения пропускной способности радиопередачи, с точки зрения передачи по фиксированной линии связи и с точки зрения объема трудозатрат по их реализации.
Приведенный в качестве примера способ осуществления прерывистой передачи (ПП) в системе связи, в которой выполняют перемежение исходных данных для их передачи из первого компонента системы во второй компонент системы, заключается в том, что осуществляют обнаружение периодов отсутствия активности исходных данных и в течение периодов отсутствия активности исходных данных осуществляют передачу кадров дескриптора паузы (ДП) из первого компонента во второй компонент, причем осуществляют перемежение некоторых из переданных кадров ДП с использованием иного алгоритма перемежения, чем тот, который используют для исходных данных. Например, для исходных данных может быть выполнено поблочное диагональное перемежение, а для некоторых из кадров ДП может быть выполнено поблочное перемежение.
Приведенный в качестве примера способ может дополнительно содержать следующие операции: осуществляют передачу кадра ДП первого типа для указания перехода от состояния активности исходных данных к состоянию отсутствия активности исходных данных, при отсутствии активности исходных данных осуществляют периодическую передачу кадра ДП второго типа и осуществляют передачу кадра ДП третьего типа для указания перехода от отсутствия активности исходных данных к активности исходных данных. Изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в том случае, когда система связи является системой с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), кадры ДП помимо информации описания паузы могут дополнительно содержать информацию о режиме кодирования-декодирования.
Приведенный в качестве примера способ передачи сообщений о протоколе из первого компонента во второй компонент в системе речевой связи заключается в том, что осуществляют передачу кадра перехода вместо кадра речевых данных, причем кадр перехода содержит комбинацию из большого количества битов, обеспечивающую отличие кадра перехода от кадров речевых данных, и передают сообщение о протоколе. Кадр перехода может дополнительно содержать поле данных, в котором указывают сообщение о конкретном протоколе для второго компонента.
Приведенный в качестве примера способ осуществления изменений конфигурации в системе связи заключается в том, что выполняют передачу кадра перехода вместо кадра речевых данных, причем кадр перехода содержит комбинацию из большого количества битов, служащую для обеспечения отличия кадра перехода от кадров речевых данных, и передают указание об изменении конфигурации. Кадр перехода может дополнительно содержать поле данных, в котором указывают конкретные изменения конфигурации, которые необходимо выполнить для второго компонента.
Например, в том случае, когда система связи представляет собой систему с МСАП, кадр перехода может быть использован для изменения активного набора режимов кодирования-декодирования. В альтернативном варианте кадр перехода может быть использован для изменения фазы информации о кодировании-декодировании.
Ниже приведено подробное объяснение вышеописанных и иных отличительных особенностей и преимуществ изобретения со ссылкой на иллюстративные примеры, показанные на сопроводительных чертежах. Специалистам в данной области техники понятно, что описанные варианты осуществления приведены для иллюстративных целей и для пояснения, и предполагают, что они охватывают многочисленные эквивалентные варианты осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 изображен примерный вариант схемы передачи кадра дескриптора паузы (ДП) с максимальной скоростью передачи согласно настоящему изобретению.
На Фиг.2 изображен примерный вариант схемы передачи кадра дескриптора паузы (ДП) с половинной скоростью передачи.
На Фиг.3 изображен примерный вариант системы связи с многоскоростной адаптивной передачей сигналов, в которой может быть реализовано настоящее изобретение.
На Фиг.4 изображен примерный вариант формата кадра ДП согласно настоящему изобретению.
На Фиг.5 изображен примерный вариант схемы перемежения кадров ДП с максимальной скоростью передачи согласно настоящему изобретению.
На Фиг.6 изображен примерный вариант схемы перемежения кадров ДП с половинной скоростью передачи согласно настоящему изобретению.
На Фиг.7 изображен примерный вариант формата кадра первого ДП согласно настоящему изобретению.
На Фиг.8 изображен примерный вариант формата кадра начала речевых данных согласно настоящему изобретению.
На Фиг.9 изображен примерный вариант схемы запрета передачи кадров первого ДП согласно настоящему изобретению.
На Фиг.10 изображен примерный вариант схемы запрета передачи обычных кадров ДП согласно настоящему изобретению.
На Фиг.11 изображен примерный вариант схемы с максимальной скоростью передачи для обнаружения переходов от отсутствия речевой активности к наличию речевой активности согласно настоящему изобретению.
На Фиг.12 изображен примерный вариант схемы с половинной скоростью передачи для обнаружения переходов от отсутствия речевой активности к наличию речевой активности согласно настоящему изобретению.
На Фиг.13 изображен примерный вариант схемы с максимальной скоростью передачи для обнаружения начала речевых данных, в которой кадр указателя начала речевых данных заменяют кадром изменения конфигурации системы согласно настоящему изобретению.
На Фиг.14 изображен примерный вариант схемы с половинной скоростью передачи для обнаружения начала речевых данных, в которой кадр указателя начала речевых данных заменяют кадром изменения конфигурации системы согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Несмотря на то, что приведенное ниже описание вариантов осуществления изобретения изложено применительно к передаче речевых данных в системе GSM (ГСМС), специалистам в данной области техники сразу же понятно, что раскрытые в изобретении способы равным образом применимы и для других систем. Например, изобретение легко может быть использовано в любой системе беспроводной связи или в системе связи с фиксированными линиями передачи, в том числе в системах МДВР (например, в усовершенствованной системе цифровой мобильной телефонной связи (D-AMPS)), ТСЦСС (PDC), IS95 и для Интернета.
На Фиг.3 изображен примерный вариант системы с МСАП, в которой могут быть реализованы способы из настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера система с МСАП содержит на сетевой стороне блок преобразователя кода и адаптации скорости передачи (БПКАСП) (TRAU) и базовую приемопередающую станцию (БПС) (BTS), а также мобильную станцию (МС) (MS). На сетевой стороне устройство кодирования речи (УКР) (SPE) и устройство кодирования канала (УКК) (СНЕ), а также устройство декодирования канала (УДК) (CHD) и устройство декодирования речи (УДР) (SPD) соединены между собой через известный последовательный интерфейс с А-шиной. Для каждой линии связи информацию о ее качестве получают путем оценки текущего состояния канала. Расположенное на сетевой стороне устройство управления режимами кодирования-декодирования осуществляет выбор используемых режимов кодирования-декодирования исходя из состояния канала, а также принимая во внимание возможные ограничения, обусловленные устройствами управления сетью связи.
Управление используемым режимом канала связи (КТ/АМСПР или КТ/АПСПР) осуществляют посредством сети связи. В восходящей линии связи и в нисходящей линии связи всегда используют один и тот же режим канала. Для адаптации режима кодирования-декодирования принимающая сторона выполняет измерения качества линии связи для входящей линии связи. Результаты измерений обрабатывают и получают Показатель Качества. Для адаптации восходящей линии связи показатель качества непосредственно подают в устройство управления режимами ВЛС (восходящей линии связи) (UL). Это устройство сравнивает показатель качества с определенными пороговыми значениями и осуществляет, также с учетом возможных ограничений, обусловленных устройствами управления сетью связи, генерацию команды режима кодирования-декодирования, указывающую режим кодирования-декодирования, который будет использован в восходящей линии связи. Затем команду режима кодирования-декодирования передают внутри полосы частот стороне абонента мобильной связи, где осуществляют кодирование входящего речевого сигнала в соответствующем режиме кодирования-декодирования.
Для адаптации нисходящей линии связи генератор запроса о режиме НЛС (нисходящей линии связи) (DL), находящийся в телефонном аппарате мобильной связи, сравнивает показатель качества НЛС с определенными пороговыми значениями и осуществляет генерацию запроса о режиме кодирования-декодирования, в котором указан предпочтительный режим кодирования-декодирования для нисходящей линии связи. Запрос о режиме кодирования-декодирования передают внутри полосы частот сетевой стороне, где его подают в устройство управления режимами НЛС. Это устройство, в общем случае, предоставляет запрошенный режим. Однако с учетом возможных ограничений, обусловленных устройствами управления сетью связи, оно может также отменить запрос. Затем полученный в результате этого режим кодирования-декодирования используют для кодирования входящего речевого сигнала, передаваемого по нисходящей линии связи.
Как для восходящей линии связи, так и для нисходящей линии связи, информацию об используемом в текущий момент времени режиме кодирования-декодирования передают внутри полосы частот в виде указателя режима кодирования-декодирования вместе с закодированными речевыми данными. В устройстве декодирования осуществляют декодирование указателя режима кодирования-декодирования и используют его для декодирования принятых речевых данных.
Выбор режима кодирования-декодирования осуществляют из набора режимов кодирования-декодирования (АНК, активный набор кодирования-декодирования (ACS)), который может содержать от 1-го до 4-х режимов кодирования-декодирования МСАП. Этому набору соответствует список, содержащий от 1-го до 3-х пороговых значений переключения и запаздываний, которые используют в генераторе запроса о режиме НЛС и в устройстве управления режимами ВЛС для генерации запросов о режиме кодирования-декодирования и команд режима кодирования-декодирования. Эти параметры конфигурации (АНК, пороговые значения, гистерезисы) задают при установлении вызова, и они могут быть изменены при передаче обслуживания или во время вызова.
Согласно изобретению ПП в системе, подобной той, которая изображена на Фиг.3, основана на внутриполосной передаче трех различных типов кадров: кадров ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST), кадров обычного ДП и кадров начала речевых данных. Общим для этих типов кадров является то, что в них используют особые комбинации, состоящие из большого количества битов, посредством которых осуществляют их идентифицирование. Кроме того, посредством их также могут осуществлять передачу данных о полезной нагрузке, которые состоят из параметров КШ и информации о режиме кодирования-декодирования. Примеры вариантов осуществления изобретения приведены в следующих документах: см. "GSM 05.03: Цифровая система сотовой связи (Фаза 2+); Кодирование канала" (предварительный стандарт Европейского института стандартизации в области связи EN 300 909, Версия 7.2.0 (ноябрь 1999 г.)) и "GSM 06.93: Цифровая система сотовой связи (Фаза 2 +); Способ прерывистой передачи (ПП) для каналов трафика с адаптивной многоскоростной передачей (МСАП) речевых сигналов" (предварительный стандарт Европейского института стандартизации в области связи EN 301 707, Версия 7.2.0 (ноябрь 1999 г.)) (GSM 05.03: Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Channel coding (draft ETSI EN 300 909 V7.2.0 (1999-11)) and GSM 06.93: Digital cellular telecommunication system (Phase 2+); Discontinuous Transmission (DTX) for Adaptive Multi-Rate (AMR) speech traffic channels (draft ETSI EN 301 707 V.7.2.0 (1999-11)).
Идентифицирование кадров ДП осуществляют по большому количеству битов. По определению передачу кадров ДП выполняют с использованием k кадров МДВР (множественного доступа с временным разделением каналов) (TDMA), то есть они состоят из k·114 битов. Подходящим вариантом является выбор k равным 4. В этом случае кадры ДП состоят из 456 битов, то есть из одного кадра канала, состоящего из 456 битов, для режима КТ/АМСПР и из двух кадров канала, каждый из которых состоит из 228 битов, для режима КТ/АПСПР. Каждый кадр ДП имеет поле идентификации кадра ДП, содержащее уникальную битовую комбинацию, и два поля для сообщений. Одно из полей для сообщений зарезервировано для канальных кодированных параметров комфортного шума (КШ), а другое - для канальной кодированной информации о режиме кодирования-декодирования. Поле информации о режиме кодирования-декодирования может содержать только запросы о режиме кодирования-декодирования, или же оно может быть дополнительно подразделено на две части, одна из которых содержит запросы/команды режима кодирования-декодирования, а другая содержит указатели режима кодирования-декодирования.
На Фиг.4 изображен пример способа определения формата обычного кадра ДП. В этом примере кадр ДП содержит идентификатор кадра ДП, состоящий из 212 битов, поле из 212 битов для параметров комфортного шума и поле из 32 битов для информации о режиме кодирования-декодирования. В этом примере предполагают, что осуществлено сверточное кодирование параметров КШ, а информация о режиме кодирования-декодирования состоит из поблочно закодированных запросов/команд и указателей. В альтернативном варианте два поля для сообщений могут быть объединены в том случае, если, например, кодирование и параметров КШ, и информации о режиме кодирования-декодирования осуществлено с использованием одного и того же сверточного или блочного кода.
Согласно изобретению перемежение обычных кадров ДП осуществляют поблочно, а не диагонально. Хотя это снижает выигрыш от перемежения (то есть передача является потенциально менее устойчивой к ошибкам при передаче), кадры ДП обычно содержат меньший объем информации, чем обычные кадры речевых данных, и, следовательно, они могут быть защищены с использованием более сильных кодов канала, чем те, которые используют для передачи речи. Это компенсирует снижение выигрыша от перемежения или даже приводит к более устойчивой передаче кадров ДП, чем та, которая может быть обеспечена в используемых в настоящее время решениях (в системе GSM (ГСМС) с МС, УМС или ПС (GSM FR, EFR, HR)). Защита важной информации, такой как информация о режиме кодирования-декодирования, может быть защищена, например, посредством более сильных кодов канала (по сравнению с внутриполосной передачей информации о режиме кодирования-декодирования в виде обычных кадров речевых данных). Кроме того, параметры КШ обычно отображают посредством значительно меньшего количества бит, чем параметры речевого сигнала. Следовательно, небольшое количество битов КШ может быть защищено посредством кодов канала с более низкой скоростью передачи. Например, все из 35 битов КШ могут быть защищены, во-первых, посредством 14-битового циклического избыточного кода (ЦИК) (CRC) (который представляет собой очень мощное средство обнаружения ошибок), а затем - посредством использования сверточного кода с 1/4 скорости передачи (длина кодового ограничения k=5). Кроме того, и параметры КШ, и информация о режиме кодирования-декодирования обычно представляют собой относительно медленно меняющуюся информацию. К тому же, принимая во внимание то, что предложенная скорость передачи кадров ДП (во время каждого 8-го кадра) является намного более высокой, чем в существующих решениях, допустимы случайные потери кадров ДП, обусловленные ошибками в канале передачи.
Как показано на соответствующих чертежах Фиг.5 и Фиг.6, для обоих режимов КТ/АМСПР и КТ/АПСПР отображение кадров ДП, состоящих из 4·114 битов, в виде 4-х кадров МДВР осуществляют согласно изобретению посредством поблочного перемежения. Задача устройства перемежения состоит в том, чтобы распределить биты кадра ДП по имеющимся кадрам МДВР таким способом, чтобы обеспечить максимально надежную защиту от ошибок при передаче. Для кадров речевых данных устройство диагонального перемежения не используют. Поскольку операция обращенного перемежения не является очень сложной, то может быть осуществлен этот вариант решения с использованием устройства перемежения отдельных блоков для кадров ДП. В наихудшем случае устройство декодирования выполняет операцию поблочного обращенного перемежения для обоих кадров ДП и операцию обычного обращенного диагонального перемежения для кадра речевых данных, но представляет собой не более одного устройства канального декодирования. Настоящее изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в нем решена существующая в используемых в настоящее время системах GSM (ГСМС) и ТСЦСС (PDC) проблема наличия в кадрах МДВР неиспользуемых битов, принадлежащих кадрам ДП.
Для режима КТ/АМСПР схема поблочного перемежения для кадра ДП фактически имеет второстепенное значение. Для получения максимального выигрыша от использования устройства перемежения распределение битов идентификационной метки, а также битов КШ и информации о режиме кодирования-декодирования по кадрам МДВР, используемым для передачи, осуществляют как можно более равномерно.
Для режима КТ/АПСПР могут возникать особые ситуации вследствие того, что передачу кадра ДП осуществляют с использованием 2-х кадров канала. Ниже для кадров запрета ДП приведено подробное описание того, что может возникнуть ситуация, в которой первая половина кадров МДВР, содержащих кадр ДП, уже передана, а вторая половина не может быть передана вследствие наличия начала речевых данных. Для этого случая важно иметь возможность осуществить запрет уже переданной комбинации ДП. Это обеспечивают путем передачи второй половины битов комбинации в нечетных разрядах второй половины кадров МДВР. Что касается информации о режиме кодирования-декодирования, то важно обеспечить наличие данных о режиме кодирования-декодирования, который будет использован для декодирования начального участка речевых данных. Это может быть обеспечено также путем передачи второй половины битов указателя режима кодирования-декодирования, расположенных в нечетных разрядах второй половины кадров МДВР.
Возможное решение состоит в том, чтобы выполнить отображение битов комбинации и битов указателя режима кодирования-декодирования в виде кадров МДВР посредством использования диагонального перемежения. Следовательно, передачу битов КШ и битов запроса/команды режима кодирования-декодирования осуществляют в нечетных разрядах первой половины кадров МДВР и в четных разрядах второй половины кадров МДВР. Описанная схема перемежения кадров ДП в режиме КТ/АПСПР изображена на Фиг.6.
Согласно изобретению, при переходе от активности к отсутствию активности непосредственно после последнего кадра речевых данных осуществляют передачу особых кадров ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST). Решением является просто определение конца речи, а не одновременная передача параметров КШ. Примером решения для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS) является использование поля из 228-ми битов, которое состоит из 212 битов метки и 16 битов для информации о режиме кодирования-декодирования, что показано на Фиг.7. Информация о режиме кодирования-декодирования представляет собой либо запрос/команду, либо указатель в зависимости от их очередности (если был передан кадр речевых данных). Следовательно, тип информации о режиме кодирования-декодирования, переданной с кадром ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST) зависит от номера кадра и фазы передачи информации о режиме кодирования-декодирования. Специальное устройство перемежения распределяет кадр ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST) по 228-ми свободным битам, имеющимся в неиспользуемой половине пакетов. На Фиг.5 показана описанная схема передачи кадра ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST) для режима КТ/АМСПР. Следует отметить, что больше не существует неиспользуемой половины пакетов.
В аналогичном решении для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS) передачу комбинации идентификации ПЕРВОГО_ДП (SID_FIRST) и информации о режиме кодирования-декодирования осуществляют посредством 2-х имеющихся половин пакетов, которые обычно не используют. Однако примером, который обеспечивает более надежное обнаружение ПЕРВОГО_ДП, является использование также и 2-х следующих кадров МДВР. Это означает, что осуществляют передачу 2-х кадров канала ПЕРВЫЙ_ДП_1 (SID_FIRST_1) и ПЕРВЫЙ_ДП_2 (SID_FIRST_2). Кадр из 228-ми битов, который может быть идентичен используемому в примере решения для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS) (и состоит из 212-ти битов метки и 16-ти битов для информации о режиме кодирования-декодирования, см. Фиг.7), распределяют по четным разрядам кадров МДВР, которые содержат в себе последний кадр речевых данных (неиспользуемая половина пакетов), и по нечетным разрядам двух последующих кадров МДВР. Этот тип диагонального отображения позволяет применить существующее устройство диагонального перемежения (обращенного перемежения). Информация о режиме кодирования-декодирования представляет собой либо запрос/команду, либо указатель, что зависит от номера кадра и фазы передачи информации о режиме кодирования-декодирования. Переданной оказывается та информация о режиме кодирования-декодирования, которая должна была быть передана в соответствующем кадре канала в случае передачи речевых данных. Распределение осуществляют таким образом, чтобы в первых двух и во вторых двух используемых кадрах МДВР находились одинаковые доли как битов комбинации, так и битов информации о режиме кодирования-декодирования.
На Фиг.6 показан способ, обеспечивающий еще большее повышение надежности обнаружения кадра ПЕРВЫЙ_ДП (SID_FIRST). Согласно изобретению четные разряды в двух дополнительных кадрах МДВР заполняют дополнительной комбинацией идентификации. Часть этой половины пакетов также возможно использовать для передачи информации о режиме кодирования-декодирования. Комбинация идентификации также может представлять собой кодовое слово информации о режиме кодирования-декодирования, которое повторяют с такой частотой, которая позволяет использовать все имеющиеся биты. Если, например, имеется 114 битов, а кодовое слово для информации о режиме кодирования-декодирования имеет размер 16 бит, то его повтор может быть выполнен 114/16 раз.
При выполнении процедуры диагонального перемежения, используемой для кадров речевых данных, подразумевают, что нечетные разряды в первой половине кадров МДВР, содержащих первый кадр речевых данных после периода отсутствия активности, являются свободными и могут быть использованы для других задач. Согласно изобретению решение, обеспечивающее усовершенствованное обнаружение начального участка, заключается в том, что осуществляют заполнение этих битов специальной комбинацией идентификации начального участка. Кроме того, части этих битов могут также быть использованы для передачи указателя режима кодирования-декодирования, посредством которой передают данные о режиме кодирования-декодирования, в соответствии с которым осуществлено кодирование первого кадра речевых данных. Решение, в котором осуществляют передачу битовой комбинации начала и указателя режима кодирования-декодирования, состоит в повторении кодового слова указателя режима кодирования-декодирования с такой частотой, которая позволяет использовать все имеющиеся биты, как показано на Фиг.8. Примером для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS) является повторение 16-битового кодового слова указателя 228/16 раз. Для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS) повторение 16-битового кодового слова осуществляют 114/16 раз. Отображение такого кадра начального участка в другую неиспользуемую половину пакетов осуществляют посредством специального устройства перемежения. На Фиг.5 и Фиг.6 изображены соответствующие схемы передачи кадра как для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS), так и для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS).
Для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS) передачу обычных кадров ДП и кадров ПЕРВЫЙ_ДП осуществляют с использованием 2-х кадров канала. Следовательно, могут возникнуть ситуации, в которых передачу начала речевых данных, имеющих более высокий приоритет, осуществляют после первого, но перед вторым кадром канала, используемым для кадра ДП. В этом случае могут возникать ошибки, заключающиеся в том, что приемник пропускает начальный участок и вместо этого регистрирует ДП или, соответственно, кадр ПЕРВЫЙ_ДП даже в том случае, когда в нем фактически осуществлен прием только первой его половины.
Во избежание возникновения этой проблемы, в том случае, когда первая половина кадров МДВР, содержащих ПЕРВЫЙ_ДП, уже передана, а вторая половина не может быть передана вследствие наличия начала речевых данных, вместо обычного кадра начала используют специальный кадр запрещения ПЕРВОГО_ДП. В этом случае инвертируют биты комбинации, принадлежащие второй половине переданного кадра ПЕРВОГО_ДП. Это налагает запрет на обнаружение полной комбинации ПЕРВОГО_ДП в приемнике. Биты информации о режиме кодирования-декодирования остаются такими же, как и в исходном кадре ПЕРВОГО_ДП. В описанной ситуации приемник получает кадр, не пригодный для использования. Целесообразно скрыть этот кадр путем применения соответствующих способов маскирования ошибок (МО) (ЕС). Описанный вариант изображен на Фиг.9.
В том случае, когда первая половина кадров МДВР, содержащих ДП уже передана, а вторая половина не может быть передана вследствие наличия начала речевого сигнала, вместо обычного кадра ДП используют другой специальный кадр, а именно кадр запрета ДП. В этом случае инвертируют биты комбинации, принадлежащие второй половине кадра ДП, предназначенного для передачи. Это налагает запрет на обнаружение полной комбинации ДП в приемнике. Биты информации о режиме кодирования-декодирования, представляющие собой указатель режима кодирования-декодирования, остаются такими же, как и в исходном кадре ДП. В описанной ситуации приемник получает кадр, не пригодный для использования, при этом он продолжает осуществлять генерацию КШ с использованием предыдущих параметров КШ. Для повышения надежности обнаружения начальных участков речевых данных приемник может также осуществлять проверку комбинаций, переданных в этом особом случае. Описанный вариант изображен на Фиг.10.
Согласно изобретению передачу кадров ДП при отсутствии активности осуществляют через каждые nAMСПР (nFR) кадров (КТ/АМСПР (TCH/AFS)) и, соответственно, через каждые nAПСПР (nHR) кадров (КТ/АПСПР (TCH/AHS)). Подходящим вариантом выбора является nAMСПР =nAПСПР=8 (nFR=nHR=8). Одним из существующих решений, которое используют в современной системе GSM (ГСМС), является передача с синхронизацией фаз и декодирование кадров ДП (данные о синхронизации получают из МСКУ, как и в используемой в настоящее время системе GSM (ГСМС)), что помогает достичь хорошей производительности при декодировании кадра ДП. Однако предложенная процедура идентификации кадра ДП по битовым комбинациям из большого количества битов, обеспечивающая высокую эффективность обнаружения кадра ДП, обуславливает наличие возможности более гибких решений без использования фиксированной фазы.
Одним из примеров является осуществление начала передачи кадров ДП в третьем кадре после передачи комбинации ПЕРВОГО_ДП с последующей передачей кадров ДП в каждом 8-ом кадре. Альтернативным решением является асинхронная передача ДП (то есть без привязки к какой-либо постоянной временной структуре). Например, передачу кадров ДП осуществляют всякий раз при изменении запроса о режиме с возможным ограничивающим условием, заключающимся в том, что количество переданных кадров МДВР в каждой группе кадров длительностью 480 мс не должно превышать определенного максимального значения. В другом усовершенствованном варианте передачу кадра ДП можно осуществлять в том случае, если параметры КШ претерпели существенное изменение и если количество переданных кадров МДВР в каждой группе кадров длительностью 480 мс не превысило определенного максимального значения. Подобные решения с использованием асинхронной передачи кадра ДТШ могут привести к снижению скорости передачи с временной синхронизацией всякий раз, когда не удовлетворены некоторые минимальные требования, предъявляемые к передаче в каждом временном интервале.
Следует отметить, что различные битовые комбинации, передачу которых осуществляют для идентификации различных типов кадров, могут быть частично искажены вследствие ошибок при передаче. Для обеспечения достоверного обнаружения комбинаций также и при наличии ошибок канала, могут быть использованы способы корреляции. Одним из возможных решений является подсчет количества битов совпадения при сравнении принятых битов с комбинациями. Например, если 70% битов совпадают, то приемник может считать, что комбинация обнаружена. Альтернативное решение с использованием информации о программируемых битах состоит в накоплении принятых программируемых битов с положительным знаком, если соответствующий бит комбинации равен 1, и с отрицательным знаком, если соответствующий бит равен 0. Может быть произведено нормирование этого критерия, полученного путем накопления, при умножении длины комбинации и максимально возможного значения программируемого бита. Если нормированный критерий превышает определенное пороговое значение, например 0,4, то приемник может считать, что комбинация обнаружена.
Еще одним критерием, который может быть использован для кадров ДП, является контроль битов КШ с помощью циклического избыточного кода (ЦИК). При наличии ошибки ЦИК считают, что кадр не является достоверным кадром ДП.
По причинам, обусловленным стоимостью, желательно, чтобы для запоминания комбинаций идентификации не требовался большой объем памяти. Например, для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS) комбинация идентификации для ПЕРВОГО_ДП и для обычного ДП может быть создана путем повторения коротких последовательностей из 9-ти битов, максимум, ((228-16)/9)=24 раза с последующим отбрасыванием последних 4-х битов. Такой 9-битовой последовательностью является, например, последовательность {0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0}.
Для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS) важным является дополнительное устранение возможности декодирования кадра ПЕРВОГО_ДП как обычного кадра ДП и наоборот. Поэтому комбинации идентификации для ДП и для ПЕРВОГО ДП задают такими, которые в наибольшей степени отличаются между собой, насколько это возможно.
Например, комбинация для кадра ПЕРВОГО_ДП может быть идентична комбинации, используемой для КТ/АМСПР (TCH/AFS). В этом случае комбинация, используемая для обычных кадров ДП, может быть создана посредством инвертирования комбинации ПЕРВОГО_ДП.
Решение, заключающееся в осуществлении передачи в кадре ПЕРВОГО_ДП только специальной битовой комбинации и информации о режиме кодирования-декодирования вместо совместной передачи с ними и параметров КШ способствует поддержанию максимальной эффективности ПП (то есть активность интерфейса беспроводной связи поддерживают на минимальном уровне). При этом может быть обеспечена максимальная достоверность обнаружения комбинации идентификации, поскольку для битовой комбинации использованы все имеющиеся в наличии биты (кроме тех, которые используют для передачи информации о режиме кодирования-декодирования). При этом, однако, возникает проблема, заключающаяся в том, что в течение периода времени от конца речевых данных до момента приема первого обычного кадра ДП в приемнике не получают набор параметров КШ для генерации КШ. Решение состоит в том, что получение параметров КШ в приемнике осуществляют локально посредством использования параметров речевых данных последних n кадров перед окончанием речевых данных. Обычно устройство кодирования функционирует с запаздыванием при изменении режима, то есть даже при обнаружении ДРА детектором речевой активности (VAD) отсутствия речевой активности, оно продолжает осуществлять кодирование некоторого количества m кадров как кадров речевых данных. Следовательно, параметры КШ могут быть получены в устройстве декодирования локально посредством, например, усреднения коэффициентов усиления и спектральных параметров кадров запаздывания при изменении режима, то есть n=m. Другое решение состоит в использовании последнего набора параметров КШ, принятого во время предыдущего периода отсутствия активности.
Согласно изобретению приемник МСАП содержит схему, имеющую 2 состояния: состояние наличия активности и состояние отсутствия активности. Эта схема состояний предназначена для обеспечения распознавания кадров речевых данных, кадров ДП и непереданных кадров. Для перехода от наличия активности к отсутствию активности необходимо обнаружение кадра ПЕРВЫЙ_ДП, идущего после кадров речевых данных.
Для перехода от отсутствия активности к состоянию наличия активности необходимо обнаружение комбинации идентификации начала речевых данных и первого достоверного кадра речевых данных, декодирование которого может быть выполнено без ошибки ЦИК и который дополнительно содержит данные об измерении качества, полученные, например, из приемника/устройства канального декодирования, превышающие определенные пороговые значения. Примером является критерий качества кадра речевых данных (ККРД) (SFQ) (оценка ошибки по большому количеству битов), который должен иметь значение ниже некоторого порогового значения. Достоверность такого определения смены состояния может быть увеличена посредством введения ограничения, заключающегося в том, что ошибка ЦИК не должна возникать при декодировании более чем одного кадра, и, дополнительно, при этом не должно быть превышено определенное значение критерия качества кадра речевых данных (ККРД) (SFQ). Другой критерий, изображенный на Фиг.11, который способствует правильному обнаружению переходов от отсутствия активности к наличию активности, состоит в том, что при использовании для кадров ДП поблочного перемежения, требующего меньшей задержки, чем диагональное перемежение для кадров речевых данных, принятые кадры, непосредственно следующие за кадрами ДП, никогда не могут являться кадрами речевых данных. На Фиг.12 этот критерий показан для примера КТ/АПСПР (TCH/AHS).
Другой усовершенствованный способ обнаружения первых кадров речевых данных и улучшения их распознавания относительно непереданных кадров состоит в осуществлении доступа к данным измерений, полученным в других узлах приемника (например, в РЧ-приемнике или в корректоре). Примерами таких измерений являются оценочные значения уровня несущей и источника помех и производные от них измерения, такие как отношение уровня несущей к уровню помехи (Н/П) (C/I).
Еще одним способом повышения эффективности идентификации как кадра ПЕРВОГО_ДП, так и первого кадра речевых данных, является передача тех кадров МДВР, которые являются их носителями, с увеличенной мощностью передачи.
Ниже приведены решения согласно изобретению, являющиеся целесообразными для определения режима кодирования-декодирования для начальных участков речевых данных после периода отсутствия активности:
(а) Выбор наиболее устойчивого режима кодирования-декодирования или, в альтернативном варианте, n-ого устойчивого режима кодирования-декодирования. Наиболее безопасное решение состоит в выборе n=1. Отсутствует необходимость передачи какого-либо указателя режима кодирования-декодирования. Недостатком варианта для n=1 является выбор для хороших каналов слишком устойчивого режима кодирования-декодирования с присущим ему низким качеством речевых данных.
(б) Выбор того же самого режима кодирования-декодирования, что и для активной в данный момент времени линии связи. Это обусловлено тем фактом, что восходящая линия связи и нисходящая линия связи имеют одинаковое качество канала передачи. Передающая сторона линии связи, которая возобновляет передачу речевых данных, использует тот режим кодирования-декодирования, запрос о котором она выдает для являющейся активной в данный момент времени входящей линии связи. Принимающей стороне линии связи, которая снова становится активной, известен используемый режим кодирования-декодирования, поскольку он идентичен тому режиму кодирования-декодирования, запросы о котором она принимает для использования в активной в данный момент времени исходящей линии связи. Схема может быть выполнена более устойчивой в том случае, если выбор режима для начальных участков речевых данных, который представляет собой n-й (например n=1) режим, осуществлен таким образом, что он является более устойчивым, чем режим в активной в данный момент времени линии связи (при условии, что такой более устойчивый режим существует).
(в) Выбор того же самого режима кодирования-декодирования, который был выбран в конце прошлого периода речевой активности, предшествующего промежутку отсутствия активности. Это обусловлено тем фактом, что изменение состояния канала радиосвязи обычно происходит не очень быстро. Схема может быть выполнена более устойчивой в том случае, если выбор режима для начальных участков речевых данных, который представляет собой n-й (например n=1) режим, осуществлен таким образом, что он является более устойчивым, чем тот режим, который был использован в конце прошлого периода речевой активности (при условии, что такой более устойчивый режим существует).
(г) Выбор по результатам измерений неактивной линии связи. Поскольку передачу по неактивным линиям связи полностью не прекращают, то возможно выполнить измерение качества линии связи. Передачу соответствующих сообщений о результатах измерений или запросы/команды режима кодирования-декодирования осуществляют по активной линии связи. При возобновлении передачи речевых данных по неактивной линии связи производят выбор того режима кодирования-декодирования, который соответствует последнему принятому запросу о режиме кодирования-декодирования.
Изобретение имеет преимущество, заключающееся в том, что в приведенных выше вариантах решений (а), (б) и (в) может быть использовано то обстоятельство, что отсутствует необходимость передачи запросов о режиме кодирования-декодирования для неактивной линии связи. Следовательно, может быть обеспечена экономия пропускной способности активной линии связи, затрачиваемой на передачу запросов о режиме кодирования-декодирования, и ее использование по другому назначению. Примером является использование этой пропускной способности для обеспечения лучшей защиты при передаче указателей режима кодирования-декодирования.
В дополнение к описанным выше способам осуществления ПП в системах МСАП в изобретении дополнительно предложены способы выполнения быстрых изменений конфигурации в системах МСАП. Назначение этих способов заключается в предоставлении возможности осуществления быстрых изменений конфигурации, которые не могут быть выполнены с использованием существующих медленных каналов управления. Кроме того, существующие каналы управления не могут обеспечивать синхронизацию изменений конфигурации с передачей речевых данных. Подобно описанному выше механизму ПП, механизм изменения конфигурации основан на внутриполосной передаче сигналов. Вариантами применения являются, например, для режима работы без парного соединения каналов (РБПС) (TFO) изменение набора активных кодеков и изменение фазы информации о режиме кодирования-декодирования (для уменьшения задержки в цепи передачи). Кроме того, общие варианты применения представляют собой средства передачи обслуживания к одному из существующих кодеков системы GSM (ГСМС) (МС, ВМС, ПС) (FR, EFR, HR) или переключения на одно из приложений, которые будут созданы в будущем, например на широкополосный кодек, на режим передачи речи и данных или на мультимедийное приложение. Описание механизма изменения конфигурации, как и механизма ПП, приведено для режимов КТ/АМСПР (TCH/AFS) и КТ/АПСПР (TCH/AHS) в системе GSM (ГСМС), но он равным образом применим и для других вариантов.
Механизм изменения конфигурации основан на замещении кадров, аналогичном известному способу замещения кадров быстрого совмещенного канала управления (БСКУ) (FACCH) (то есть кадры речевых данных заменяют кадрами изменения конфигурации) и, следовательно, ниже его именуют передачей сигналов о переходе. Поскольку механизм передачи сигналов о переходе используют при соединении только изредка и производят замещение только нескольких кадров речевых данных, то устройство маскирования ошибок в приемнике может сделать процедуру замещения кадров практически неслышимой.
Согласно изобретению кадры перехода имеют тот же самый формат, что и описанные выше кадры ДП. Их идентифицирование осуществляют по всем битам посредством особой комбинации идентификации. Подобно кадрам ДП, они содержат эту комбинацию и одно или два поля для сообщений. Одно поле содержит сообщение о переходе, закодированное в соответствии с действующим в текущий момент каналом, а другое - информацию о режиме кодирования-декодирования. Например, кадр перехода может содержать 456 битов и иметь точно такой же формат кадра, что и кадры ДП (см., например, Фиг.4), в котором поле КШ заменено на сообщение о переходе.
Сообщением о переходе называют полезную нагрузку, предназначенную для передачи посредством механизма перехода. Сообщения о переходе состоят из нескольких рабочих битов, которые могут быть сгруппированы в виде логических блоков. Примеры вариантов осуществления изобретения приведены в следующем документе: см. "GSM 05.09: Цифровая система сотовой связи (Фаза 2+); Адаптация линии связи" (предварительный стандарт Европейского института стандартизации в области связи EN 301 709, Версия 7.1.0 (ноябрь 1999 г.)) (GSM 05.09: Digital cellular telecommunication system (Phase 2+); Link Adaptation (draft ETSI EN 301 709 V7.1.0 (1999-11)), который целиком включен сюда путем ссылки.
Канальное кодирование сообщений о переходе может быть осуществлено посредством любой соответствующей схемы канального кодирования, например схемы поблочного или сверточного кодирования. Одним из экономичных решений является использование точно такого же способа канального кодирования, как тот, который используют для параметров КШ в кадре ДП, как описано выше. Это означает, что в соответствии с описанным выше примером варианта осуществления для 35-битового КШ, сообщение о переходе, состоящее из 35-ти рабочих битов, защищают посредством 14-битового ЦИК, а затем осуществляют его сверточное кодирование со скоростью кодирования, равной 1/4, и длиной кодового ограничения k=5.
Как и для кадра ДП, поле информации о режиме кодирования-декодирования может содержать указатель режима кодирования-декодирования, который может иметь как блочное, так и сверточное кодирование, и запрос/команду режима кодирования-декодирования.
Для кадров перехода осуществляют поблочное диагональное перемежение подобно кадрам речевых данных. Предполагая, что в примере варианта осуществления кадр перехода состоит всего из 456 бит, это означает, что кадр перехода заменяет собой один кадр речевых данных в режиме КТ/АМСПР (TCH/AFS) и два кадра речевых данных в режиме КТ/АПСПР (TCH/AHS).
Несмотря на то что в описанном примере решения предполагают, что они представляют собой два последовательных кадра, для режима КТ/АПСПР (TCH/AHS) это не является обязательным условием. Целесообразным вариантом маскирования ошибок для скрытия замещения является замещение двух кадров, не являющихся последовательными. С другой стороны, замещение двух последовательных кадров речевых данных полезно с точки зрения задержки при передаче сообщения о переходе. Перемежение осуществляют таким способом, что первой половиной кадра перехода (228 битов, см. Фиг.4) заменяют первый кадр речевых данных. Важным является то, что эта первая половина содержит комбинацию идентификации перехода. Это позволяет осуществлять проверку этой комбинации в приемнике. После обнаружения этой комбинации приемник может обнаружить местоположение второго замещенного кадра речевых данных, который содержит вторую половину кадра перехода.
Для того чтобы не создавать помехи для обычной передачи информации о режиме кодирования-декодирования, устройство перемежения может дополнительно осуществить распределение одного из кодовых слов информации о режиме кодирования-декодирования по двоичным разрядам первого замещенного кадра речевых данных. Следовательно, отображение другого кодового слова информации о режиме кодирования-декодирования осуществляют по двоичным разрядам второго замещенного кадра речевых данных. Кроме того, размещение информации о режиме кодирования-декодирования, то есть указателя режима кодирования-декодирования и запросов/команд, в поле режима кодирования-декодирования осуществляют с учетом фазы информации о режиме кодирования-декодирования при передаче обычных кадров речевых данных. Если, например, первой половиной кадра перехода заменяют кадр речевых данных, содержащий указатель режима кодирования-декодирования, то необходимо по-прежнему осуществлять передачу указателя режима кодирования-декодирования в этой первой половине кадра перехода.
Следует отметить, что вышеописанный механизм перехода может также быть использован совместно с вышеописанным механизмом ПП. Таким образом, согласно изобретению кадры перехода могут заменять собой не только кадры речевых данных, но также и все другие типы кадров, а именно кадры ПЕРВЫЙ_ДП(SID_FIRST), обычные кадры ДП, кадры отсутствия передачи и кадры начала речевых данных. Рассматривая тот случай, в котором передачу кадра перехода необходимо осуществить в течение периода отсутствия активности, с точки зрения использования ресурса передачи целесообразно использование поблочного перемежения, применяемого для кадров ДП. Однако поскольку установлено, что механизм перехода используют лишь изредка, то использование ресурса передачи не является наиболее важным критерием. Более важными являются низкая себестоимость и простота реализации. Поэтому целесообразное решение состоит в сохранении формата кадра, способа канального кодирования и поблочного диагонального перемежения, которое также используют для кадров перехода при наличии речевых данных.
Следует отметить, что использование поблочного диагонального перемежения для кадров перехода при ПП, означает наличие половин пакетов, для которых перемежение не осуществлено. Для режима КТ/АМСПР (TCH/AFS) содержимое нечетных разрядов первых 4-х пакетов и четных разрядов последних 4-х пакетов, содержащих кадр перехода, является неопределенным. Наличие неопределенных битов, по существу, не приводит к возникновению каких-либо проблем, однако приведенная ниже проблема может быть решена посредством установки надлежащих значений в неопределенных разрядах. Рассмотрим случай начала речевой активности. Как описано выше, кадр начала речевых данных помечают посредством комбинации начала, которая позволяет осуществлять как лучшее идентифицирование кадра как начального, так и идентифицирование режима кодирования-декодирования, используемого для кадра начала речевых данных. Если в то же самое время осуществлена передача кадра перехода, то он заменяет собой кадр начала. Следовательно, для последующих кадров речевых данных более сложно выполнить их идентифицирование как кадров речевых данных, поскольку была замещена комбинация начала.
Согласно изобретению эту проблему устраняют путем заполнения первой половины неопределенных битов (нечетные разряды) комбинацией начала вне зависимости от того, имеет место начало или нет. Для того случая, в котором начало фактически отсутствует, необходимо осуществить передачу сигналов о том, что продолжается отсутствие активности. Это выполняют посредством передачи ПЕРВОГО_ДП (SID_FIRST) непосредственно после кадра перехода. Таким образом задают вторую половину других неиспользуемых битов (четные разряды). Это решение имеет дополнительную целесообразность с точки зрения затрат на его реализацию. Оно позволяет осуществлять обработку кадров перехода вне зависимости от способа кодирования канала точно так же, как и кадров речевых данных. На Фиг.13 и Фиг.14 показан описанный вариант решения для, соответственно, КТ/АМСПР (TCH/AFS) и КТ/АПСПР (TCH/AHS).
Следует отметить, что порядок следования кадров речевых данных, которые были замещены для обеспечения перехода, не может быть изменен таким образом, чтобы их передача была осуществлена после перехода, поскольку это привело бы к увеличению задержки при передаче речевых данных. Однако порядок следования тех кадров ДП, на которые воздействует передача кадра перехода, может быть изменен таким образом, что их передачу осуществляют непосредственно после передачи кадра перехода. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что способствует поддержанию высокого субъективного качества сигнала комфортного шума. Примеры вариантов решений приведены в вышеупомянутом документе "GSM 06.93".
Для обеспечения правильного приема сообщений о переходе и определения надлежащих подпрограмм для исправления возникающих ошибок предложен протокол перехода. Примеры вариантов решений приведены в вышеупомянутом документе "GSM 05.09".
Специалистам в данной области техники понятно, что настоящее изобретение не ограничено конкретными примерами вариантов осуществления, описание которых приведено здесь для пояснения, и что также предполагают существование многочисленных альтернативных вариантов осуществления. Следовательно, объем изобретения определен приложенной формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием, и подразумевают, что под нее подпадают все эквивалентные варианты, не противоречащие смыслу формулы изобретения.
Формула изобретения
1. Способ осуществления прерывистой передачи (ПП) в системе связи, в которой выполняют перемежение исходных данных для их передачи из первого компонента связи системы во второй компонент связи системы, заключающийся в том, что осуществляют обнаружение периодов отсутствия активности исходных данных и в течение периодов отсутствия активности исходных данных осуществляют передачу кадров дескриптора паузы (ДП) из первого компонента связи во второй компонент связи, причем осуществляют перемежение некоторых из переданных кадров ДП с использованием иного алгоритма перемежения, чем тот, который используют для исходных данных.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют поблочное диагональное перемежение исходных данных и при этом осуществляют поблочное перемежение некоторых кадров ДП.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что кадры ДП содержат параметры комфортного шума (КШ).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют передачу кадра ДП первого типа для указания перехода от состояния активности исходных данных к состоянию отсутствия активности исходных данных, при отсутствии активности исходных данных осуществляют периодическую передачу кадра ДП второго типа и осуществляют передачу кадра ДП третьего типа для указания перехода от состояния отсутствия активности исходных данных к состоянию активности исходных данных.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), при этом кадры ДП помимо информации описания паузы дополнительно содержат информацию о режиме кодирования-декодирования.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый кадр ДП содержит битовую комбинацию, обеспечивающую отличие кадра ДП от кадров исходных данных.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что битовые комбинации представляют собой комбинации из большого количества битов.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные данные являются речевым сигналом, а система связи представляет собой одну из следующих систем: беспроводная система множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), беспроводная система множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР) и беспроводная система множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для осуществления изменений конфигурации системы связи производят передачу кадров перехода.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что осуществляют поблочное перемежение кадров ДП и при этом осуществляют поблочное диагональное перемежение кадров перехода.
11. Способ по п.9, отличающаяся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), которая включает в себя многорежимный кодек, при этом кадр перехода содержит поле данных для указания кодеку на изменение режима кодирования-декодирования при конфигурации системы связи.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), которая включает в себя многорежимный кодек, при этом кадр перехода содержит поле данных для указания кодеку на изменение фазы информации о кодировании-декодировании при конфигурации системы связи.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют поблочное диагональное перемежение исходных данных активного речевого сигнала, при этом в кадре ДП первого типа для обозначения конца речевых данных используют неиспользуемые биты из схемы перемежения последнего кадра речевых данных, а в кадре ДП третьего типа для обозначения начала речевых данных используют неиспользуемые биты из схемы перемежения первого кадра речевых данных.
14. Способ осуществления изменений конфигурации в системе связи, в которой выполняют передачу речевых данных из первого компонента связи во второй компонент связи, заключающийся в том, что выполняют передачу кадра перехода вместо кадра речевых данных, причем кадр перехода содержит комбинацию из большого количества битов, обеспечивающую отличие кадра перехода от кадров речевых данных, и передают указание об изменении конфигурации системы связи.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что кадр перехода дополнительно содержит поле данных, в котором указывают конкретные изменения конфигурации системы связи, которые необходимо выполнить, для второго компонента связи.
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), которая включает в себя многорежимный кодек, при этом кадр перехода содержит поле данных для указания кодеку на изменение режима кодирования-декодирования при конфигурации системы связи.
17. Способ по п.14, отличающийся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), которая включает в себя многорежимный кодек, при этом кадр перехода содержит поле данных для указания кодеку на изменение фазы информации о кодировании-декодировании при конфигурации системы связи.
18. Способ по п.14, отличающийся тем, что дополнительно в течение периодов отсутствия активности исходных данных осуществляют передачу кадров дескриптора паузы (ДП) из первого компонента связи во второй компонент связи.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что кадры ДП содержат параметры комфортного шума (КШ).
20. Способ по п.18, отличающийся тем, что осуществляют поблочное диагональное перемежение кадров исходных данных и кадров перехода и при этом осуществляют поблочное перемежение некоторых переданных кадров ДП.
21. Способ по п.18, отличающийся тем, что осуществляют передачу кадра ДП первого типа для указания перехода от состояния активности исходных данных к состоянию отсутствия активности исходных данных, при отсутствии активности исходных данных осуществляют периодическую передачу кадров ДП второго типа и осуществляют передачу кадра ДП третьего типа для указания перехода от состояния отсутствия активности исходных данных к состоянию активности исходных данных.
22. Способ по п.18, отличающийся тем, что система связи представляет собой систему с многоскоростной адаптивной передачей сигналов (МСАП), при этом кадры ДП помимо информации описания паузы дополнительно содержат информацию о режиме кодирования-декодирования.
23. Система речевой связи, содержащая первый компонент связи, осуществляющий передачу перемеженных кадров речевых данных, и второй компонент связи, осуществляющий прием перемеженных кадров речевых данных, причем первый компонент связи производит обнаружение периодов отсутствия речевой активности и в течение периодов отсутствия речевой активности осуществляет передачу кадров дескриптора паузы (ДП), при этом перемежение, по меньшей мере, некоторых из кадров ДП осуществляют с использованием иного алгоритма перемежения, чем тот, который используют для кадров речевых данных.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что осуществляют поблочное диагональное перемежение кадров речевых данных, при этом осуществляют поблочное перемежение некоторых кадров ДП.
25. Система связи, содержащая первый компонент связи, осуществляющий передачу исходных данных, и второй компонент связи, осуществляющий прием исходных данных, причем для указания второму компоненту связи о необходимости изменения конфигурации системы первый компонент связи осуществляет передачу кадра перехода, при этом кадр перехода содержит комбинацию из большого количества битов, обеспечивающую отличие кадра перехода от кадров исходных данных.
26. Система по п.25, отличающаяся тем, что кадр перехода дополнительно содержит поле данных для указания конкретных изменений конфигурации системы связи, которые необходимо выполнить, для второго компонента связи.
РИСУНКИ
