DE4409128C1 - Transcodiereinrichtung mit Transcodierzellen zur Datenkompression bzw. Expansion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transcodiereinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Transcodiereinrichtungen sind bekannt, beispielsweise in Mobilfunknetz D, wobei bei der Sprachcodierung ein digitalisiertes Sprachsignal der Rate R1 komprimiert wird auf ein digitales Sprachsignal der Datenrate R2 und in umgekehrter Richtung eine Expansion von der Datenrate R1 auf die Datenrate R2 erfolgt. Das Verhältnis k = R1/R2 ist der Kompressionsteiler bzw. Expansionsfaktor und beträgt beim sogenannten Fullrateverfahren k = 4. Bei Einführung des sogenannten Halfrateverfahrens wird sich der Kompressionsteiler auf k = 8 erhöhen.

Anhand der Fig. 1 sei der Status quo näher beschrieben. Auf der linken Seite sind erkennbar k Leitungen, auf denen jeweils n Datenkanäle mit der Datenrate R1 übertragen werden und in Schnittstellenbausteinen A1, A2 . . . . Ak angepaßt bzw. umgesetzt werden und mittels eines Demultiplexers isoliert werden, einer Transcodierzelle TRC zugeführt werden, welche die entsprechenden Algorithmen zur Kompression der Sprachdaten anwendet. Auf der rechten Seite dieser Transcodierzelle werden in n Datenkanäle k Sprachkanäle gemultiplext und über einen weiteren Schnittstellenbaustein M auf die Leitung gegeben. Die Datenübertragungsrichtung gemäß Fig. 1 ist bidirektional, wobei in der Rückrichtung anstelle der Multiplexer Demultiplexer und umgekehrt treten und wobei die Transcodierzellen TRC auf die komprimierten Sprachdaten die entsprechenden Algorithmen zur Expansion anwenden.

Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, daß die Architektur und damit beispielsweise die Backplane, der mechanische Aufbau, die Rückwandverdrahtung, das Stecker und Verteilsystem usw. der Gestelle und Geräte starr an die Kompressionsrate k und an die Anzahl von Transcodierzellen pro Baugruppe gekoppelt sind.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 42 40 551 ist eine Stammschnittstelle für ein zwei unterschiedliche Signalisierungssysteme verwendendes ISDN System bekanntgeworden, welches zwei ISDN Systeme mit leicht unterschiedlicher Gesamtbitrate von beispielsweise 1,544 Mbps und 2,048 Mbps sowie leicht unterschiedlichen Rahmenanordnungen miteinander koppelt. Bei dieser Stammschnittstelle handelt es sich also nicht um eine Transcodiereinrichtung mit hierarchisch gegliederten Kompressions-/Dekompressionsfaktoren.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Transcodiereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche in der Lage ist, unter wenig zusätzlichem Aufwand die Möglichkeit einer modularen Erweiterung und Ausbaufähigkeit zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wurde gelöst mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Transcodiereinrichtung bietet die Vorteile der modularen Erweiterbarkeit und Ausbaubarkeit, auch für die Fälle, daß sich die Kompressionsrate k wertmäßig ändert, daß die Architektur beispielsweise nicht verändert zu werden braucht, wenn sich die Anzahl der Transcodierzellen pro Baugruppeneinheit z . B. aufgrund höherer Integrationsdichten oder veränderter Anforderungen ändert. Die Flexibilität der Architektur der vorliegenden Transcodiereinrichtung ist derart hoch, daß eine Anlage nachträglich noch aufgerüstet werden kann, indem neue Steckkarten mit moderneren, effizienteren Codierzellen eingebracht werden können. Auch ist es möglich, daß eine physikalische Transcodierzelle eingesetzt werden kann, welche die Transcodierung mehrerer Datenkanäle übernimmt. Weiterhin verringert sich der Realisierungsaufwand dadurch, daß weniger als k Busse durch die Seite A der Anlage geführt werden müssen.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung der Transcodiereinrichtung, die Fig. 3 ebenfalls in einer alternativen Ausführung.

In Fig. 2 sind links erkennbar eine Reihe von k Datenströmen mit jeweils einer maximalen Datenrate zu n · R1. Sie werden über Schnittstellenbausteine A1 bis Ak an einen Bus A angepaßt, wobei insbesondere die Multiplexbildung, gesteuert durch eine zentrale Recheneinheit CPU, an den Serienbus A erfolgt. Daneben verrichten die Schnittstellenbausteine aber auch noch die Aufgaben der Pegelwandlung, der Entjitterung und der Transcodierung aus einem Leitungscode beispielsweise HDB3 in den Buscode, beispielsweise NRZ. In der Mitte sind rechtsseitig vom Bus A die Transcodierzellen TRC, hier maximal n · k angeschlossen. Sie greifen frei zu auf einen beliebigen Zeitschlitz bzw. beliebigen Datenkanal der Datenrate R1. Die Ausgänge der Transcodierzellen TRC liefern rechtsseitig die komprimierten Datenkanäle der Datenrate R2, welche auf den Serienbus M mit der maximalen Bitrate k · n R2 gemultiplext werden. Die entsprechende Umsetzung von Buscode in den Leitungscode erfolgt in einem den Schnittstellenbausteinen A entsprechenden Schnittstellenbaustein M, welcher ebenfalls über eine Zentrale oder über dieselbe zentrale Recheneinheit CPU gesteuert bzw. programmiert wird. Die Anordnung ist bidirektional, d. h. in der Übertragungsrichtung von rechts nach links erfolgt eine entsprechende umgekehrte Abwicklung der oben geschilderten Vorgänge, wobei in den Transcodierzellen TRC ein Expansion um den Faktor k stattfindet. Die Anordnung nach Fig. 2 bzw. 3 sind insbesondere einsetzbar in Mobilfunksystemen, beispielsweise in dem eingangs geschilderten D-Netz. Dadurch daß die Transcodierzellen TRC und die Sprachkanalmultiplexer bzw. -Demultiplexer freien Zugriff sowohl auf Bus A als auch auf Bus M haben, und mittels der Recheneinheit CPU gesteuert bzw. programmiert werden können, weist das System eine nahezu beliebige Erweiterbarkeit, Flexibilität und Modularität auf. Die Steuerung der Transcodierzellen TRC durch den Rechner CPU kann dabei direkt erfolgen, siehe gestrichelte Linie, oder auch über den rechten Bus M, der ja eine niedrige Datenrate aufweist und deshalb vorteilhaft zur Kommunikation zwischen den Bausteinen mitgenutzt werden kann.

Eine alternative Anordnung zu Fig. 2 liegt in Fig. 3 vor, wobei der Bus A mit der höheren Datenrate in zwei Busse A′ und A′′ aufgeteilt ist. Sowohl die Transcodierzellen TRCS aber auch die Schnittstellenbausteine AI bis Ak sind nun so programmierbar, daß sie sowohl auf den einen als auch auf den anderen Bus auf der Seite A zugreifen können. Dadurch sind beliebige Zuordnung und modularer Ausbau bzw. Aufbau wie in der Anordnung nach Fig. 2 gewährleistet, aber mit dem Vorteil, daß eine größere Fehlertoleranz im Sinne von Redundanz erzielt wird und im normalen Betriebsfall die Busrate halbiert betrieben werden kann. Weiterhin vereinfacht sich der Zugriff auf die Daten.

Claims (11)

1. Transcodiereinrichtung mit der Schnittstellenseite A, die Datenkanäle mit expandierter Datenrate aufweist, und einer Schnittstellenseite M, welche Datenkanäle mit der niedrigeren komprimierten Datenrate R2 aufweist, wobei maximal k Datenströme mit jeweils maximal n Datenkanälen der expandierten Datenrate R1 in einen Datenstrom mit der maximalen Datenrate n · k · R2 auf der Schnittstellenseite M bzw. in umgekehrter Richtung umcodiert werden, wobei k = R1/R2 mit k ε N und k < 1 der Kompressionsteiler bzw. der Expansionsfaktor ist, mit Transcodierzellen, welche die Kompression bzw. Expansion der Daten der einzelnen Kanäle vornehmen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils m, mit m ε N, m < 1 der maximal k Datenströme von maximal m · n zu komprimierenden Datenkanälen zu einem seriellen Multiplexbus-Datenstrom (Bus A) zusammengefaßt sind, auf den die Transcodierzellen frei zugreifen, und/oder daß in der Rückrichtung jeweils nach der Expansion der maximal m · n Datenkanäle zu einem seriellen Multiplexbus- Datenstrom (Bus A) zusammengefaßt sind, aus dem m der maximal k Datenströme demultiplext werden.

2. Transcodiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß k variabel vorgebbar und erweiterbar ist.

3. Transcodiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß k geradzahlig oder eine Zweierpotenz mit dem Exponenten i (k = 2ⁱ) mit i ε N ist.

4. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Transcodierzellen (TRCs) so projektier- bzw. programmierbar sind, daß den einzelnen Transcodierzellen (TRCs) verschiedene Werte von k zugeordnet werden können.

5. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung, Projektierung bzw. Programmierung der einzelnen Transcodierzellen (TRCs) ein Mikroprozessor bzw. eine zentrale Recheneinheit (CPU) vorgesehen ist.

6. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Bus A auf der den Transcodierzellen entgegengesetzten oder abgewandten Seite für jeweils einen der maximal k Datenströme ein Schnittstellenbaustein (A1 bis Ak) eingefügt ist.

7. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schnittstellenbaustein (M) zur Umsetzung des Busses M auf einen (Fern-) Leitungscode bzw. umgekehrt vorgesehen ist.

8. Transcodiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellenbausteine (A1 . . . . . .Ak, M) von einem Mikroprozessor oder einer zentralen Recheneinheit (CPU) gesteuert bzw. programmiert werden.

9. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Aufnahme von Transcodierzellen (TRCs) zur gleichzeitigen Transcodierung von mehr als einem Datenkanal der Rate R1 in die Rate R2 bzw. umgekehrt.

10. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Aufnahme von Transcodierzellen (TRCs) zur gleichzeitigen Transcodierung von zwei Datenkanälen der Rate R1 in zwei Datenkanäle der Rate R2/2 bzw. umgekehrt.

11. Transcodiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Mobilfunk, wobei die Datenkanäle Sprachkanäle sind, welche mittels eines GSM-Codecs mit k = 4 (Fullrate) bzw. k = 8 (Halfrate) komprimiert bzw. expandiert werden.