DE19824153A1 - Verfahren, Mobilstation und Basisstation zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobilfunksystem - Google Patents

Abstract

Bei erfindungsgemäßen Verfahren zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobilfunksystem besteht zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation eine Funkschnittstelle, über die innerhalb von Zeitschlitzen Funkblöcke übertragen werden, wobei vier Zeitschlitze einen Rahmen und 26 Rahmen einen Multirahmen bilden. Sendeseitig werden Sprachpausen erkannt und daraufhin anstelle von Sprachinformationen nicht nur ein Sprachpausenrahmen pro Multirahmen übertragen, sondern pro Multirahmen mehrere Sprachpausenrahmen. Die empfangsseitige Auswertung der Sprachpausenrahmen ist damit aktueller und die Hintergrundgeräusche können schneller den Änderungen des den Sprecher umgebenden Raumes angepaßt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Mobilstation und eine Basisstation zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobil­ funksystem, insbesondere in einem GSM-Mobilfunksystem mit adaptiver Multiratenkodierung und diskontinuierlicher Über­ tragung.

Das GSM-Mobilfunknetz (Global System for Mobile Communica­ tions) ist beispielsweise aus J. Biala, "Mobilfunk und intel­ ligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, insbesondere den S. 57 bis 92, bekannt. Derartige GSM-Mobilfunknetze ermöglichen den Aufbau von Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstationen und Mobilstationen, indem Informationen, insbesondere Sprach­ informationen, über eine Funkschnittstelle übertragen werden.

Zur Teilnehmerseparierung werden unterschiedliche Verfahren verwendet. Als Basis dieser Verfahren kommt im allgemeinen ein Frequenzmultiplexverfahren FDMA (Frequency Division Mul­ tiple Access) durch eine Auftrennung der Funkschnittstelle in mehrere Frequenzkanäle zum Einsatz. Sind mehrere Teilnehmer auf einer gleichen Trägerfrequenz der Funkschnittstelle durch unterschiedliche Zeitlagen getrennt, liegt zusätzlich ein Zeit-Multiplexverfahren TDMA (Time Division Multiple Access) vor, wie es beispielsweise auch in dem GSM-Mobilfunksystem Anwendung findet.

In digitalen Funk-Kommunikationssystemen werden in der Regel digitale Sprachkodierer/dekodierer eingesetzt. Diese Sprach­ kodierer bestehen bei einem GSM-Mobilfunksystem aus einem Sprachkodierer und einem nachgeschalteten Kanalkodierer. In dem Sprachkodierer wird die 64 kbit/s Datenrate von PCM30-Ka­ nälen auf beispielsweise eine Datenrate von 13 kbit/s redu­ ziert, die als Nettobitrate bezeichnet wird, da sie nur die reinen kodierten Sprachinformationen enthält. In dem Kanalko­ dierer wird daraufhin durch ein Fehlerkorrekturverfahren zu­ sätzliche Redundanz zu dem Sprachsignal hinzugefügt, so daß sich die Bitrate beispielsweise auf 22,8 kbit/s erhöht, der Bruttobitrate.

Dieses Beispiel bezieht sich auf einen Vollratenkodierer. Als Weiterentwicklung wurden auch Halbratenkodierer in dem GSM- Mobilfunksystem eingesetzt, die nur die halbe Datenrate zur Sprachübertragung verwenden. Eine derartige Komprimierung der Sprachsignale ist wünschenswert, da die zur Verfügung stehen­ den funktechnischen Ressourcen knapp sind und eine möglichst große Anzahl Teilnehmer mit dem Mobilfunksystem versorgt werden soll. Weiterhin ist aus P. Vary, "Sprachcodec in GSM- Mobilfunksystemen", Funkschau 7/98, ein adaptives Multiraten­ kodierverfahren (AMR) bekannt, wobei der Anteil des Fehler­ schutzes abhängig von den Übertragungsbedingungen auf der Funkschnittstelle variiert wird. Durch die Reduzierung des Fehlerschutzes kann die Bitrate nach der Sprachkodierung er­ höht und damit die Sprachqualität verbessert werden, oder die Bruttodatenrate reduziert und somit Kapazitäten für weitere Teilnehmer geschaffen werden.

Weiterhin ist aus J. Biala, "Mobilfunk und intelligente Netze", Vieweg Verlag, 1995, insbesondere S. 105-106, eine diskontinuierliche Übertragung (DTX) bekannt, bei der Sprach­ pausen erkannt und mittels Sprachpausenrahmen (SID - Silence Description) der empfangenden Funkstation Parameter der Hin­ tergrundgeräusche signalisiert werden. Empfangsseitig werden die Sprachpausenrahmen detektiert und für die Erzeugung von Hintergrundgeräuschen verwendet. Der aus acht aufeinander­ folgenden halben Funkblöcken bestehende Sprachpausenrahmen wird im GSM-Mobilfunksystem einmal in 480 ms, d. h. einmal pro Multirahmen, in Form von acht aufeinanderfolgenden Funk­ blöcken übertragen. Der empfangende Teilnehmer hat durch die Hintergrundgeräusche nicht die Wahrnehmung einer "toten" Leitung. Durch die eingeblendeten Hintergrundgeräusche steigt auch die Verständlichkeit der ersten nach der Sprachpause übertragenen Sprachsilbe. Der wesentliche Vorteil der dis­ kontinuierlichen Übertragung ist die Verringerung der Inter­ ferenzen auf der Funkschnittstelle und der geringere Batte­ rieverbrauch der Mobilstationen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Sprachübertragung im Falle von Sprachpausen weiter zu ver­ bessern, insbesondere bei schneller Veränderungen der Um­ gebung des Sprechers, sowohl im Hinblick auf die Hintergrund­ geräusche als auch im Hinblick auf die Bedingungen der Funk­ übertragung.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch die Basistation bzw. Mobil­ station mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 bzw. 14 ge­ löst. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobilfunksystem besteht zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation eine Funkschnittstelle, über die in­ nerhalb von Zeitschlitzen Funkblöcke übertragen werden, wobei allgemein im Hinblick auf die Übertragungszeit 4 Zeitschlitze bzw. jeweils in einem Zeitschlitz übertragene Funkblöcke ei­ nen Rahmen und 26 Rahmen einen Multirahmen bilden. Sendesei­ tig werden Sprachpausen erkannt und daraufhin anstelle von Sprachinformationen nicht nur ein Sprachpausenrahmen pro Mul­ tirahmen übertragen, sondern pro Multirahmen mehrere Sprach­ pausenrahmen. Die empfangsseitige Auswertung der Sprachpau­ senrahmen ist damit aktueller und die Hintergrundgeräusche können schneller den Änderungen des den Sprecher umgebenden Raumes angepaßt werden. Sprachrahmen hingegen werden auf andere Weise übertragen und setzen sich aufgrund von Verwür­ felung (Interleaving) aus acht halben Funkblöcken zusammen.

Aufgrund der Standardisierung des GSM-Mobilfunksystems ist eine solche Veränderung der Sprachpausenübertragung bisher nicht betrachtet worden, da alle Mobilstationen und Basis­ stationen unabhängig vom Hersteller und Betreiber eine ein­ heitliche Übertragung und Auswertung der Sprachpausenrahmen durchführen mußten. Der Sprachpausenrahmen hatte bisher die Länge eines Sprachrahmens und wurde wie dieser kodiert und verwürfelt. Dabei wurde in Kauf genommen, daß innerhalb eines Sprachpausenrahmens mehr Übertragungskapazität bereitsteht, als für die Informationen bezüglich der Hintergrundgeräusche nötig ist.

Im Rahmen der Einführung eines adaptiven Multiratenkodierers werden die Sprachpausenrahmen hiermit neu gestaltet, wobei die Sprachpausenrahmen vorteilhafterweise zusätzlich Informa­ tionen bezüglich einer Steuerung des zugehörigen empfangs­ seitigen Multiratenkodieres enthalten.

Die Erfindung macht sich vorteilhafterweise die geringe zu übertragende Informationsmenge zu Nutze, so daß ein Sprach­ pausenrahmen nur aus zwei Funkblöcken besteht, die zudem nicht unmittelbar aufeinanderfolgen müssen. Damit ist es einfacher, mehrere Sprachpausenrahmen pro Multirahmen zu übertragen, ohne die Aktivität auf der Luftschnittstelle zu erhöhen, d. h. die Gesamtzahl der gesendeten Funkblöcke pro Multirahmen zu erhöhen. Bei zwei Funkblöcken pro Sprach­ pausenrahmen ist es vorteilhaft, daß Informationen über die Hintergrundgeräusche auf beide Funkblöcke verteilt sind, und vollständige Signalisierungsinformationen in jedem der beiden Funkblöcke übertragen werden. Für die Signalisierungsinforma­ tionen ergibt sich damit eine sehr geringe Verzögerungszeit. Alternativ kann ein Sprachpausenrahmen auch durch einen ein­ zigen Funkblock gebildet werden.

Das Ende einer Sprachpause ist nicht vorhersehbar, so daß jederzeit die Übertragung von Sprachrahmen wiederaufgenommen werden muß. Somit erwartet die empfangende Station nach Ein­ treten einer Sprachpause ständig Sprachrahmen oder Sprach­ pausenrahmen. Sprachrahmen können immer nur zu festgelegten Zeitpunkten beginnen, z. B. zu jedem vierten Funkblock. Es ist somit vorteilhaft, die Funkblöcke eines Sprachpausenrah­ mens innerhalb des Multirahmen zu einem Zeitpunkt zu über­ tragen, der gegenüber normalerweise definierten Beginn von Sprachrahmen verschoben ist. Wird an der definierten Stelle im Multirahmen ein Funkblock empfangen, so ist dieser und die acht nachfolgenden Funkblöcke aller Voraussicht nach ein Teil eines Sprachrahmens. Demgegenüber wird durch die spe­ zielle zeitliche Anordnung der Funkblöcke der Sprachpausen­ rahmen erreicht, daß diese von Blöcken umgeben sind, die keine Nutzinformation enthalten. Damit wird die Unterschei­ dung zwischen Funkblöcken für Sprach- und Sprachpausenrahmen erleichtert und es können Rahmenidentifikationsbits einge­ spart werden.

Ein empfangener Funkblock wird zuerst entzerrt und dann deko­ diert, wobei bereits bei der Entzerrung eine Entscheidung über das Vorliegen eines Funkblockes eines Sprachpausenrah­ mens oder eines Sprachrahmens getroffen wird. Bei der Ent­ zerrung werden Qualitätsparameter, wie "soft decision"-Werte oder Qualitätsmetriken abgeleitet. Auch kann ein Rahmenkenn­ wort nach dem Entzerrer, z. B. durch Korrelation des empfange­ nen Funkblocks mit einem faltungskodierten Rahmenkennwort, erkannt werden. Somit muß nicht die Dekodierung zur Rahmenun­ terscheidung abgewartet werden. Die Verzögerung wird ver­ ringert.

Es ist vorteilhaft, daß nach Empfang eines Funkblock zuerst eine Sprachdekodierung versucht wird, bevor eine Dekodierung des Sprachpausenrahmens durchgeführt wird. Übertragene Sprachinformation ist zeitkritischer und soll sofort ausge­ wertet werden. Wird durch die Sprachdekodierung festgestellt, daß es sich nicht um einen Sprachrahmen handelt, so kann anschließend die Dekodierung eines Sprachpausenrahmen ver­ sucht werden. Die durch diese serielle Dekodierversuche ent­ stehenden Verzögerungen sind für die Synthetisierung der Hintergrundgeräusche tolerierbar. Gleichzeitig wird der Implementierungsaufwand gesenkt, da keine zwei parallelen Dekodierer vorzuhalten sind. Die Kodierung beider Rahmen erfolgt vorteilhafterweise derart, daß bereits nach der Dekodierung weniger Bits festgestellt werden kann, ob ein Sprach- oder ein Sprachpausenrahmen vorliegt.

Nach Weiterbildungen der Erfindung werden in einem Sprach­ pausenrahmen Informationen bezüglich einer Steuerung eines adaptiven Multirahmendekodierers und/oder bezüglich einer schnellen Sendeleistungssteuerung übertragen. Damit kann auf wirtschaftliche Weise die Sprachpausenübertragung mit einer Inband-Signalisierung verbunden werden. Die Vorteile der dis­ kontinuierlichen Übertragung, d. h. lange von Funkübertragung freie Zeiten und dadurch weniger Interferenzen, kommen besser zum Tragen.

Nach einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung werden die Funkblöcke mit Inband-Signalisierung und Sprachpausen­ information nicht automatisch, sondern nur bei Bedarf, d. h., falls Inbandsignalisierung oder Sprachpauseninformation tat­ sächlich zu übertragen sind, gesendet. Die Sendezeitpunkte können entweder einem festen zeitlichen Raster entnommen oder beliebig sein. Durch dieses Verfahren wird die Zahl der ge­ sendeten Sprachpausenrahmen und somit Sendeaktivität und Interferenzen auf der Luftschnittstelle minimiert.

Die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt lediglich bei spiel­ haften Charakter. Die beschriebenen Merkmale sind nicht zwingend in der dargestellten Art zur Verwirklichung des angestrebten Erfolges erforderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beilie­ senden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 ein Funk-Kommunikationssystem in allgemeiner Dar­ stellung (Stand der Technik),

Fig. 2 ein Blockschaltbild von Komponenten des erfindungs­ gemäßen Basisstationssystems,

Fig. 3 die Rahmenstruktur des GSM-Mobilfunksystems,

Fig. 4 ein wiederholtes Senden von Sprachpausenrahmen innerhalb eines Multirahmens,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des alternativen Übertragens von Sprach- oder Sprachpausenrahmen,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Sprachübertra­ gung, und

Fig. 7 einen vereinfachten Programmablaufplan der Sprach­ übertragung.

Das in Fig. 1 dargestellte Funk-Kommunikationssystem ent­ spricht einem Teil eines bekannten GSM-Mobilfunksystems. Ein derartiges Funk-Kommunikationssystem besteht aus einer oder einer Vielzahl von Vermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN oder einem weiteren Mobilfunknetz PLMN herstellen. Weiterhin sind diese Vermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Basisstations-Steuerung BSC verbunden. Jede Basisstations- Steuerung BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumin­ dest einer Basisstation BS, die über eine Funkschnittstelle Kommunikationsverbindungen zu einer oder mehreren Mobilsta­ tionen MS aufbauen, unterhalten und auslösen kann.

Jede Basisstation BS versorgt jeweils einen geographischen Bereich mit funktechnischen Ressourcen. Nach der Fig. 1 ver­ sorgen die Basisstationen BS beispielsweise jeweils einen vereinfacht als Sechseck dargestellten Bereich, der allgemein als Funkzelle bezeichnet wird. An den Grenzen der jeweiligen Zellen sind Überlappungen vorgesehen, so daß beispielsweise eine Mobilstation MS im Überlappungsbereich zu zumindest zwei Basisstationen BS eine Verbindung aufbauen kann. Gemeinsam mit der Basisstations-Steuerung BSC bilden die Basisstationen BS ein Basisstationssystem BSS.

Komponenten dieses Basisstationssystems BSS sind in der Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Die Basisstations-Steuerung BSC kann als separate Einheit oder zusammen mit einer Basissta­ tion BS oder anderen Komponenten des Funk-Kommunikationssys­ tems verwirklicht sein.

Die Basisstation BS empfängt über eine Antenne A und eine Sende/Empfangseinrichtung TRX Nutz- und Signalisierungsinfor­ mationen sowie Meßwerte über die Übertragungsbedingungen der Funkschnittstelle zu der ersten Funkstation MS1 und signali­ siert diese der Basisstations-Steuerung BSC. Solche Meßgrö­ ßen, die sich gegebenenfalls erst nach internen Umrechnungen in einer Signalauswerteeinrichtung SED in der Basisstation BS ergeben, sind beispielsweise der Empfangspegel RXLEV, eine skalierte Größe zur Bitfehlerrate RXQUAL, eine Vorhaltezeit ta oder ein Signal-Rausch-Verhältnis C/I. Diese Werte können auch von der ersten Mobilstation MS1 ermittelt und über die Funkschnittstelle zu der Basisstation BS übertragen werden.

In einer Speichereinrichtung SD der Basisstations-Steuerung BSC werden die bestimmten charakteristischen Werte gespei­ chert, wobei diese Speichereinrichtung SD gleichsam in der Basisstation BS verwirklicht sein kann. Die charakteristi­ schen Werte RXLEV, RXQUAL werden in einem GSM-Mobilfunksystem beispielsweise von der Mobilstation MS1 signalisiert, wäh­ renddessen die Angabe zu Signallaufzeit in Form der Vorhalte­ zeit ta und die Angaben zum Signal-Rausch-Verhältnis C/I in der Basisstation BS selbst aus den Empfangssignalen gewonnen werden. Es ist jedoch ebenso möglich, nur in der ersten Mo­ bilstation MS1 oder in der Basisstation BS ermittelte Werte oder alternative Kombinationen in der Speichereinrichtung SD zu speichern. Weiterhin enthält die Basisstation BS eine Einrichtung SA zur Funkblockbildung, die u. a. die Funkblöcke für die Sprachpausenrahmen SID formt.

Die Basisstations-Steuerung BSC enthält neben weiteren, für die Erfindung nicht bedeutsamen Komponenten eine Steuerein­ richtung CD, die nach Auswerten der gespeicherten und der ak­ tuell bestimmten charakteristischen Werte einen Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO ansteuert, in dem die Sprach- und Ka­ nalkodierung der Sprachsignale erfolgt. Dabei werden auch Steuersignale für eine Multiratendekodierung berücksichtigt. In einem GSM-Mobilfunksystem kann dieser Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO auch zwischen der Basisstations-Steuerung BSC und der Vermittlungsstelle MSC in einer (nicht darge­ stellten) Transkodiereinheit TRAU verwirklicht sein. Diese Transkodiereinheit TRAU kann wiederum in der Vermittlungs­ stelle MSC, in der Basisstations-Steuerung BSC oder in der Basisstation BS integriert sein. Kanalkodierer CHCO und Sprachkodierer SPCO können auch getrennt in verschiedenen Einheiten integriert sein, z. B. der Kanalkodierer in der Basisstation BS und der Sprachkodierer in der Transkodier­ einheit TRAU.

Im folgenden wird nur die Sprachübertragung vom Netz zu einer Mobilstation MS1 erläutert. In umgekehrter Übertragungsrich­ tung kommen jedoch korrespondierende Verfahrensschritte zum Einsatz. Die netzseitig von der Vermittlungsstelle MSC ein­ treffenden Sprachinformationen einer Kommunikationsverbin­ dung, beispielsweise mit 64 kbit/s über eine PCM-Verbindung, werden mit Hilfe des Sprachkodierers SPCO sprachkodiert und haben anschließend eine Nettobitrate von beispielsweise 13 kbit/s. Die so kodierten Sprachinformationen wird zu der Basisstations-Steuerung BSC und dann weiter zur Basisstation BS in Form von Sprachrahmen SF übertragen In der anschlie­ ßenden Kanalkodierung in dem Kanalkodierer CHCO wird die Bitrate durch Hinzufügen von Schutzbits auf beispielsweise auf eine Bruttobitrate von 22,8 kbit/s erhöht. Ein ver­ gleichbarer Sprach- SPCO und Kanalkodierer OHCO ist ebenfalls in der Mobilstation MS1 verwirklicht. Die Netto- und Brutto­ bitrate kann jedoch in Abhängigkeit von den Übertragungs­ bedingungen und der zu übertragenden Informationsmenge verän­ dert werden. Durch die Sprach- SPCO und Kanalkodierer CHCO wird ein adaptives Multiraten-Kodier/Dekodierverfahren ver­ wirklicht, wie es beispielsweise aus DE 198 04 581 bekannt ist.

Fig. 3 zeigt die Rahmenstruktur der Funkübertragung, wobei vier Zeitschlitze ts einen Rahmen fr bilden und wiederum 26 Rahmen fr einen Multirahmen mf bilden. Innerhalb dieser Rah­ menstruktur werden auch Sprachpausenrahmen SID übertragen, die wie anschießend erläutert aus einem oder zwei Funkblöcken aufgebaut sein können.

Im GSM-Mobilfunksystem kommt eine diskontinuierliche Über­ tragung (DTX) nach Fig. 6 zum Einsatz, die es ermöglicht, bei Sprachpausen die Interferenzen auf der Funkschnittstelle und den Stromverbrauch der Mobilstationen MS zu verringern. In der Transkodiereinheit TRAU werden die Sprachpausen erkannt und zugehörige Sprachpausenrahmen SID mit Informationen über die Hintergrundgeräusche berechnet.

Ein Sprachpausenrahmen SID mit beispielsweise 60 bit Nutz­ information wird innerhalb eines TRAU-Rahmens über die Ba­ sisstations-Steuerung BSC zur Basisstation BS übertragen. In der Basisstation BS werden beispielsweise 2-bit Inband-Sig­ nalisierung zur Steuerung der adaptiven Multiratenkodie­ rers/dekodierung hinzugefügt. Weiterhin können an dieser Stelle Informationen zu einer schnellen Sendeleistungssteu­ erung eingefügt werden. Diese ermöglichen es der Mobilstation MS1 die eigene Sendeleistung zu regeln. Es folgt die Funk­ übertragung in Form von Funkblöcken, die in einer Rahmen­ struktur nach Fig. 4 übertragen werden.

Nach Fig. 4 wird in jedem zweiten Rahmen fr ein Sprachpausen­ rahmen SID bestehend aus einem Funkblock gesendet. Die Inter­ ferenzen steigen gegenüber der bisher verwendeten Übertra­ gungsverfahren für Sprachpausen nicht entscheidend an, da pro Multirahmen nunmehr 13 statt 8 Funkblöcke gesendet werden. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, auch andere Modi, z. B. 8 Funkblöcke auf jeweils 12 Rahmen oder zwei herkömmliche Sprauchpausenrahmen gleichverteilt in einem Multirahmen mf, zur Übertragung der Sprachpausenrahmen zu verwenden. In letzterem Fall müßte die Verwürfelung nicht verändert werden. In Fig. 3 wird gezeigt, daß die Sprachpausenrahmen SID als ein oder als zwei Funkblöcke übertragen werden. Die Funkblöcke bestehen beispielsweise aus 60 Nutzbits zur den Hintergrund­ geräuschen, 16 Identifikationsbits - falls keine andere Form der Rahmenerkennung gewählt wird - und 2 Signalisierungsbits.

Es ist anzumerken, daß für die Aktualität der Informationen, insbesondere der Signalisierungsinformationen, eine im Ver­ gleich zum bisherigen Verfahren gleichmäßigere Verteilung der Funkblöcke auf den gesamten Multirahmen mf von Vorteil ist. Deshalb wird auch angestrebt, bei zwei Funkblöcken pro Sprachpausenrahmen SID die Information zu den Hintergrund­ geräuschen auf beide Funkblöcke zu verteilen, die Signa­ lisierungsinformation pro Funkblock jedoch vollständig zu übertragen. Die zwei zu einem Sprachpausenrahmen gehörigen Funkblöcke müssen zeitlich nicht aufeinanderfolgen sondern alle Funkblöcke von Sprachpausenrahmen werden gleichmäßig auf einen Multirahmen MF verteilt. Die Verzögerungen der Inband- Signalisierung werden dadurch reduziert. Da durch die kür­ zeren Sprachpausenrahmen SID die Verwürfelungsgewinn abnimmt, sind gewisse besonders wichtige Bits mehrfach, an bestimmten Positionen des Funkblocks oder besonders kodiert zu übertra­ gen.

Nach der Übertragung über die Funkschnittstelle werden in der Mobilstation MS1 in einem HF-Teil die hochfrequenten Emp­ fangssignale verstärkt, ins Basisband übertragen und digi­ talisiert. Anschließend werden die Empfangssignale einem Ent­ zerrer zugeführt. Es muß in Folge entschieden werden, ob es sich um einen Sprachrahmen SF handelt - siehe dazu auch Fig. 7.

Diese Entscheidung kann durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen beschleunigt werden:

• 1. Bereits nach der Entzerrung wird anhand von abgeleiteten Qualitätsparametern eines Bits oder eines Funkblocks, z. B. "soft-decision"-Werte und/oder der Qualitätsmetrik bei einer Viterbi-Entzerrung das Vorliegen eines Sprachrahmens erkannt,
• 2. Die Kodierung der Sprachrahmen SF und der Sprachpausen­ rahmen SID unterscheiden sich stark, so daß bereits nach wenigen Bits der Unterschied erkannt werden kann,
• 3. Im Entzerrer wird eine Korrelation des empfangenen Rahmens mit einem faltungskodierten Rahmenkennwort eines Sprachrah­ mens SF durchgeführt,
• 4. Zeitverschobenes Senden der Funkblöcke eines Sprachpausen­ rahmens SID innerhalb der Rahmenstruktur - siehe Fig. 5 -, so daß im ersten Zeitschlitz eines Rahmens fr immer der erste Funkblock eines Sprachrahmens erwartet werden kann, dem 7 weitere Funkblöcke folgen; Funkblöcke von Sprach­ pausenrahmen SID werden zu einem anderen Zeitpunkt gesendet und von Blöcken ohne Nutzinformation, d. h. Rauschen (x), umgeben. Auch dadurch können Funkblöcke von Sprachrahmen SF von denen eines Sprachpausenrahmens SID unterschieden wer­ den.

Wird ein Sprachrahmen erkannt, dann wird dieser in einem Ent­ würfler entwürfelt (deinterleaving) und kanaldekodiert. Wird erst während der Dekodierung erkannt, daß es sich nicht um einen Sprachrahmen SF handelt, so ist ebenfalls ein Übergang zur Sprachpausenrahmenerkennung möglich. War die Auswertung der empfangenen Signale in Bezug auf einen Sprachrahmen SF nicht erfolgreich, so wird die Entwürfelung und Kanaldekodie­ rung für einen Sprachpausenrahmen SID eingeleitet, der auch zeitlich etwas verzögert empfangen werden kann. Aus den In­ formationen zu den Hintergrundgeräuschen werden diese emp­ fangsseitig synthetisiert.

Claims (14)

1. Verfahren zur Sprachübertragung in einem GSM-Mobilfunk­ system, bei dem
zwischen einer Basisstation (BS) und einer Mobilstation (MS) eine Funkschnittstelle besteht, über die innerhalb von Zeit­ schlitzen (ts) Funkblöcke übertragen werden, wobei vier Zeit­ schlitze (ts) einen Rahmen (fr) und 26 Rahmen (fr) einen Multirahmen (mf) bilden,
sendeseitig Sprachpausen erkannt und daraufhin anstelle von Sprachinformationen ein Sprachpausenrahmen (SID) pro Multi­ rahmen (mf) übertragen wird,
empfangsseitig der Sprachpausenrahmen (SID) empfangen, deko­ diert und damit Hintergrundgeräusche erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß pro Multirahmen (mf) mehrere Sprachpausenrahmen (SID) übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprachpausenrahmen (SID) nicht automatisch und regel­ mäßig, sondern nur bei Bedarf gesendet werden.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sprachpausenrahmen (SID) aus zwei Funkblöcken besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen über die Hintergrundgeräusche auf beide Funkblöcke verteilt sind, und vollständige Signalisierungs­ informationen in jedem der beiden Funkblöcke übertragen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Sprachpausenrahmen (SID) durch einen Funkblock gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkblöcke der Sprachpausenrahmen (SID) möglichst gleichverteilt in dem Multirahmen (mf) über­ tragen werden.

7. Verfahren nach einen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Funkblöcke eines Sprachpausenrahmens (SID) innerhalb des Multirahmen (mf) zu einem Zeitpunkt erfolgt, der für diese Funkblöcke charakte­ ristisch ist und der gegenüber dem Zeitpunkt zur Übertragung von Sprachrahmen (SF) verschoben ist.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkblöcke eines Sprachpausen­ rahmens (SID) innerhalb eines Multirahmens (mf) derart ange­ ordnet sind, daß damit eine Unterscheidung gegenüber den Funkblöcken eines Sprachrahmens (SF) möglich ist.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Empfang eines Funkblock zuerst eine Sprachdecodierung versucht wird, bevor eine Decodierung des Sprachpausenrahmens (SID) durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein empfangener Funkblock zuerst ent­ zerrt und dann detektiert wird, wobei bereits nach der Ent­ zerrung eine Entscheidung über das Vorliegen eines Sprach­ pausenrahmens (SID) oder eines Sprachrahmens (SF) getroffen wird.

11. Verfahren nach einen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Sprachpausenrahmens (SID) Informationen bezüglich einer Steuerung eines adaptiven Multiratendekodierers übertragen werden.

12. Verfahren nach einen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Sprachpausenrahmens (SID) Informationen bezüglich einer schnellen Sendeleistungs­ steuerung übertragen werden.

13. Basisstation (BS) zur Sprachübertragung in einem GSM- Mobilfunksystem,
mit einer Sende/Empfangseinrichtung (TRX), die über eine Funkschnittstelle zu einer Mobilstation (MS) innerhalb von Zeitschlitzen (ts) Funkblöcke überträgt, wobei vier Zeit­ schlitze (ts) einen Rahmen (fr) und 26 Rahmen (fr) einen Multirahmen (mf) bilden,
mit einer Einrichtung (SA) zur Funkblockbildung, die bei er­ kannten Sprachpausen anstelle von Sprachinformationen einen Sprachpausenrahmen (SID) pro Multirahmen (mf) bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (SA) zur Funkblockbildung pro Multirahmen (mf) mehrere Sprachpausenrahmen (SID) bildet.

14. Mobilstation (MS) zur Sprachübertragung in einem GSM- Mobilfunksystem,
mit einer Sende/Empfangseinrichtung (TRX), die über eine Funkschnittstelle zu einer Mobilstation (MS) innerhalb von Zeitschlitzen (ts) Funkblöcke überträgt, wobei vier Zeit­ schlitze (ts) einen Rahmen (fr) und 26 Rahmen (fr) einen Multirahmen (mf) bilden,
mit einer Einrichtung (SA) zur Funkblockbildung, die bei er­ kannten Sprachpausen anstelle von Sprachinformationen einen Sprachpausenrahmen (SID) pro Multirahmen (mf) bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (SA) zur Funkblockbildung pro Multirahmen (mf) mehrere Sprachpausenrahmen (SID) bildet.