DE69938049T2

DE69938049T2 - Verfahren und vorrichtung zur kontrolle einer sprachkodierumgehung mittels inbandsignalisierung

Info

Publication number: DE69938049T2
Application number: DE69938049T
Authority: DE
Inventors: John Douglas Arlington Heights BROPHY; James Patrick Naperville ASHLEY; Lee Michael Cary PROCTOR; Krsman Streamwood MARTINOVICH
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: WO2000011892A1; EP1106021A1; BRPI9913200B1; EP1106021B1; EP1106021A4; DE69935989D1; ATE471649T1; US6091969A; DE69935989T2; EP1646251A1; KR100400420B1; KR20010072833A; US6070089A; EP1646251B1; ATE361635T1; KR100409165B1; DE69938049D1; KR20010072831A; BR9913200A; JP2002523993A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf digitale Kommunikationssysteme die einen Vocoder einschließen, und insbesondere auf ein Verfahren und Gerät für die Steuerung einer Vocoder-Überbrückungsfunktion unter Verwendung von Inband-Signalisierung.
Hintergrund der Erfindung
Digitale Kommunikationssysteme und insbesondere digitale zelluläre und persönliche Kommunikationssysteme (PCS, personal communication system) schließen Vocoding ein. Vocoding ist der Vorgang des digitalen Codierens von Sprache für die Übertragung. Zum Beispiel schließen in digitalen zellulären Anwendungen sowohl das Mobiltelefon, d. h. das Funktelefon als auch die zelluläre Infrastruktur, d. h. die sich am Boden befindlichen, die Dienste für das Mobiltelefon bereitstellenden Geräte, einen Vocoder ein. In einem üblichen zellulären System ermöglicht das Vocoding eine wesentliche Komprimierung der zu übertragenden Sprachinformation und ist insbesondere nützlich für das Erhöhen der Kapazität des zellulären Systems.
Bei einem Anruf von Mobiltelefon zu Mobiltelefon existiert ein zweistufiges Codieren/Decodieren von Sprache (oder „Tandem-Vocoding"), vorausgesetzt, es liegt kein Schema für das Überbrücken der Vocoderfunktion in der zellulären Infrastruktur vor. Dies erklärt sich wie folgt. Bei einem Anruf von Mobiltelefon zu Mobiltelefon verwendet das über den Uplink übertragende Mobiltelefon seinen Vocoder, um die Uplink-Sprache zu codieren. Die zelluläre Infrastruktur decodiert automatisch die Uplink-Sprache, was notwendig ist, wenn die Sprache auf ein Festnetztelefon (d. h. zu einen öffentlichen Telefonnetzwerk), zu einem analogen Abschnitt des zellulären Kommunikationssystems oder zu einem, ähnlichen nicht digitalen Abschnitt des Kommunikationssystems übertragen werden soll. Allerdings muss die Sprache für die digitale Übertragung zu dem Mobiltelefon erneut codiert werden, wenn sie zu einem digitalen Mobiltelefon übertragen werden soll. Das Tandem-Vocoding führt zu einer signifikanten Verringerung der empfangenen Stimmqualität im Vergleich zu einem einstufigen Vocoding (d. h. Mobiltelefon-Festnetz oder Festnetz-Mobiltelefon-Anrufe). Die Verschlechterung der Stimmqualität kann vermieden werden, falls der Decodierungs-/Codierungsschritt in der zellulären Infrastruktur ausgelassen wird. Bei dem Überbrückungsbetriebsmodus empfängt die zelluläre Infrastruktur die komprimierte Sprache von dem übertragenden Mobiltelefon und überträgt sie direkt, ohne Decodieren/Codieren, an das empfangende Mobiltelefon. Das empfangende Mobiltelefon decodiert anschließend die Sprache wie üblich. Allerdings erfolgt ohne die Angabe, dass die Vocoder-Funktion in der zellulären Infrastruktur überbrückt werden sollte, das Tandem-Vocoding. Aufgrund des bedeutsamen Einflusses des Tandem-Vocoding auf die Stimmqualität fordern die Betreiber von zellulären Systemen einen Überbrückungsbetriebsmodus.
In Systemen mit Codemultiplexverfahren mit Mehrfachzugriff (CDMA, Code Division Multiple Access) weist der aktuelle Standard IS-634 (MSC-BSS A+-Schnittstelle) Vorgaben für die Out-of-Band-Steuerung der Vocoder-Überbrückung auf. Der Standard definiert Nachrichten, welche die Mobilvermittlungszentrale (MSC) an den Basisstations-Controller (BSC) senden kann, um eine Vocoder-Überbrückung zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Der in dem Standard definierte Mechanismus übergibt die gesamte Steuerung der Vocoder-Überbrückung der MSC-Domäne. Dies ermöglicht ein einfaches Verfahren für das Einrichten einer Überbrückung für Anrufe, die vollständig einer einzigen MSC unterliegen. Allerdings entstehen eine signifikante Komplexität der Nachrichtenübermittlung sowie entsprechende signifikante Zeitspannen für das Einrichten, wenn die beteiligten Parteien sich auf verschiedenen MSCs befinden.
Inband-Vocoder-Überbrückungssignalisierung wurde vorgeschlagen, um die Verfahren bei dem Einrichten der Überbrückung für Anrufe zwischen MSCs zu vereinfachen. Die aktuellen Inband-Signalisierungstechniken bieten jedoch aufgrund der Komplexität der Nachrichten-Übermittlungsprotokolle wenige Vorteile über den Out-of-Band-Ansatz. Zum Beispiel ist der von ETSI for Global System for Mobile Communications (GSM) "Tandem Free Operation" vorgeschlagene Standard (d. h. Vocoder-Überbrückung) ein Inband-Steuerungsansatz für die Vocoder-Überbrückungsfunktion. Der Standard spezifiziert einen Satz von In-Band-Signalisierungsnachrichten, die zwischen zwei BSCs für die Steuerung einer Vocoder-Überbrückung gesendet werden sollen. Ein einziger In-Band-Kanal für die Vocoder-Überbrückungssignalisierung ist in dem komprimierten PCM-Sprach-Zeitslot von 64 kbps angeordnet. Insbesondere werden die zwei Bits mit der geringsten Signifikanz (LSBs, least significant bits) diesem Kanal zugeteilt, d. h. für diesen entnommen. Das unterste LSB, Bit 0, wird kontinuierlich bei 8000/16 = 500 bps gestohlen.
Ein weiterer Ansatz schlägt das Stehlen mit Bursts von 8 Kilobit/Sekunde (kbps) vor. Nach dem Einrichten einer Überbrückungsschaltung werden Sprach-Frames in Bit 1 und Bit 0 gesendet. Die Signalisierungsinformation wird während des Überbrückungsvorgangs nicht gesendet. Dies erfordert, dass die anfängliche, die Überbrückungsfunktion anfordernde „TREQ"-Nachricht explizit durch eine „TACK"-Signalisierungsnachricht bestätigt werden muss, bevor codierte Sprache gesendet werden darf, d. h. ein Überbrückungsvorgang vorgenommen werden kann. Das Ergebnis ist ein kompliziertes Protokoll mit mehreren Zuständen mit vielen Timern und Zählern, um die Abfolge der Nachrichten zurückzuverfolgen. Des Weiteren wird eine Logik für den „Spezialfall" benötigt, um zu bewerkstelligen, dass ein BSC vor dem anderen BSC in den nächsten Zustand übergehen kann. Zum Beispiel liegt in dem mit dem Senden der TREQ-Nachricht assoziierten BSC ein Timer vor, um die Anzahl von Malen zu beschränken, welche die TREQ-Nachricht gesendet wird, ein Timer, um einen Timeout für das Warten auf das Empfangen der TACK-Nachricht durchzuführen sowie eine Logik, um das Empfangen der Nachricht über den nächsten Zustand, TACK, vor dem Empfangen der TREQ zu verarbeiten. Die Anzahl und Komplexität der Zustände in dem vorgeschlagenen Protokoll führen dazu, dass Übergangszeiten proportional lang sind. Die Komplexität führt ebenfalls zu Schwierigkeiten bei dem Betrieb des Überwachungs- und Fehlerbehebungssubsystems.
Wie erwähnt weisen die vorgeschlagenen Protokolle wesentliche Zeiten für das Umschalten von Tandem-Vocoding in den Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus auf. Zum Beispiel kann bei der Verwendung eines kontinuierlichen Signalisierungssteuerungskanals mit 500 bps die minimale Umschaltzeit eine Länge von 240 Millisekunden (ms) haben. Für den Fall, dass eine Verhandlung des Vocoder-Typs erforderlich ist, ist die Umschaltzeit noch länger. Bei der Verwendung eines Burst-Signalisierungssteuerungskanals von 8 kbps kann eine Umschaltzeit im schlechtesten Fall in der Größenordnung von 1,5 Sekunden oder mehr liegen. Und wiederum ist die Vocoder-Verhandlung, falls eine solche benötigt wird, in dieser geschätzten Umschaltzeit nicht enthalten.
WO 96 23297 A offenbart einen ersten Remote-Vocoder, der analoge Stimmdaten empfängt und in Paketen verpackte Vocoder-Daten erzeugt, die über eine drahtlose Verbindung übertragen werden. Ein erster lokaler Vocoder empfängt die in Paketen verpackten Vocoder-Daten von der drahtlosen Verbindung. Der erste lokale Vocoder konvertiert die in Pakete verpackten Daten in eine PCM-Ausgabe mit mehreren Bits. Der erste lokale Vocoder fügt auch einen Detektionscode zu einem der Bits mit der geringsten Signifikanz (LSB) der PCM-Ausgabe hinzu. Der erste lokale Vocoder reicht das PCM-Signal von dem zweiten Endbenutzer zu dem PSTN weiter. Der erste lokale Vocoder empfängt auch eine PCM-Eingabe über das PSTN. Der erste lokale Vocoder überwacht konstant das Bit mit der geringsten Signifikanz der PCM- Eingabe in Bezug auf einen Detektionscode, der angibt, dass ein zweiter lokaler Vocoder an dem empfangenden Ende verbunden ist. Falls der erste lokale Vocoder den Detektionscode von dem zweiten lokalen Vocoder detektiert, beginnt er damit, in Paketen verpackte Daten zu ersetzen, sowie mit einer Redundanzprüfung für ein zweites LSB des ausgehenden PCM. Der erste lokale Vocoder beginnt auch damit, das zweite der LSBs der ankommenden PCM zu überwachen. Gibt die Redundanzprüfung an, dass gültige, in Paketen verpackte Daten empfangen wurden, dann beendet der erste lokale Vocoder das Konvertieren der PCM-Ausgabe in in Pakete verpackte Daten und reicht die in Pakete verpackten Daten auf dem zweiten LSB zu dem ersten Remote-Vocoder weiter. Sollte zu einem beliebigen Zeitpunkt die Redundanzprüfung fehlschlagen und der Detektionscode nicht detektiert werden, beginnt der erste lokale Vocoder erneut mit dem Konvertieren der eingehenden PCM in in Pakete verpackte Daten. Auf diese Weise wird die Tandem-Vocoding-Anordnung vermieden.
Somit existiert ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren und Gerät für die Inband-Signalisierungssteuerung einer Vocoder-Überbrückung.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein drahtloses Kommunikationssystem bereit, das Kommunikationsdienste zwischen einem ersten Mobiltelefon und einem zweiten Mobiltelefon bereitstellt, wie in Anspruch 1 beansprucht.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät für das Bereitstellen einer Inband-Vocodersteuerung wie in Anspruch 7 beansprucht bereit.
Weitere Aspekte sind wie in den abhängigen Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild eines drahtlosen Kommunikationssystems, das in Übereinstimmung mit den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann.
2 ist ein Blockschaltbild eines Geräts für eine Vocoder-Überbrückung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockschaltbild, das ferner einen Signalisierungsempfänger in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Diagramm für das Umschalten zwischen verschiedenen Zuständen, das ein Verfahren der Vocoder-Überbrückung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Diagramm für das Umschalten zwischen verschiedenen Zuständen, das ein Verfahren der Vocoder-Überbrückung in Übereinstimmung mit einer alternativen bevorzugen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren sowie ein Gerät für die Steuerung von Vocoder-Überbrückung unter Verwendung von Inband-Signalisierung in einem drahtlosen Kommunikationssystem bereit. Das drahtlose Kommunikationssystem stellt Kommunikationsdienste zwischen einer ersten Mobilstation und einer zweiten Mobilstation bereit. Das erste Mobiltelefon und das zweite Mobiltelefon schließen jeweils einen Mobiltelefon-Vocoder ein. Das drahtlose Kommunikationssystem schließt einen aktiven Betriebsmodus des Vocoders sowie einen Überbrückungsbetriebsmodus des Vocoders ein. Die vorliegende Erfindung schließt ein Verfahren für das Umschalten des drahtlosen Kommunikationssystems von einem aktiven Betriebsmodus des Vocoders zu dem Überbrückungsmodus des Vocoders ein. Dies erfolgt durch das Bereitstellen eines Abschnitts über den Vocodertyp innerhalb eines komprimierten Sprachsignals. Der Abschnitt über den Vocodertyp ist geeignet, ein erstes Signal sowie ein codiertes Sprachsignal einzuschließen. Der Abschnitt über den Vocodertyp wird innerhalb des komprimierten Sprachsignals detektiert. Eine Kompatibilität des ersten Mobiltelefon-Vocoders sowie des zweiten Mobiltelefon-Vocoders wird basierend auf wenigstens der Information über den Vocodertyp bestimmt. Schließlich wird der Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus basierend auf der Kompatibilität initiiert.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die 1–5 besser verständlich. 1 stellt ein Kommunikationssystem 100 dar, das bevorzugt in Übereinstimmung mit einem Code Division Multiple Access (CDMA) Systemprotokoll (z. B. IS-95-A) betrieben wird. Es gilt zu beachten, dass Kommunikationssystem 100 alternativ oder zusätzlich in Übereinstimmung mit weiteren analogen, digitalen oder Dual-Mode-Kommunikationssystemprotokollen, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf, die Protokolle Narrowband Advanced Mobile Phone System (NAMPS), Advanced Mobile Phone System (AMPS), Global System for Mobile Communications (GSM), Personal Digital Communications (PDC), oder United States Digital Cellular (USDC) betrieben werden kann.
Kommunikationssystem 100 schließt eine Basis-Transceiver-Station (BTS) 102 sowie eine BTS 104 mit assoziierten Sendebereichen ein, die mit einem Basisstations-Controller (BSC) 106 gekoppelt sind. Kommunikationssystem 100 schließt ferner zusätzliche Basis-Transceiver-Stationen wie etwa BTS 110 und BTS 112 mit assoziierten Sendebereichen ein, die in geeigneter Weise an Basis-Stations-Controller BSC 114 gekoppelt sind. BSC 106 sowie BSC 114 sind jeweils mit Mobilvermittlungszentrale (MSC) 108, wie im Stand der Technik hinreichend bekannt, gekoppelt und sind ebenfalls aneinander gekoppelt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind BTS 102, 104, 110 und 112 jeweils ein Motorola SC9600 Basis-Stations-System, MSC 108 ist bevorzugt eine Motorola EMX2500 MSC, und BSC 106 und 114 sind jeweils SG1128BF CBSC-Geräte.
Eine Mobilstation (Mobiltelefon) 116, die in dem Sendebereich der BTS 102 betrieben wird, überträgt komprimierte Sprache in einem Uplink-Signal 120 zu einer BTS 102 und somit zu dem BSC 106. Das Ziel für den Anruf ist ein Mobiltelefon 118, das in dem Sendebereich der mit dem BSC 114 assoziierten BTS 112 betrieben wird. Mobiltelefon 118 empfängt ein komprimiertes Downlink-Sprachsignal 122 von BTS 112. Jedes Mobiltelefon 116 und 118 ist bevorzugt ein mobiles Funktelefon wie etwa ein zelluläres Funktelefon oder ein Handset eines persönlichen Kommunikationssystems (PCS). BSC 106 schließt einen Sprach-Codierer/Decoder (Vocoder) ein, der bei nicht vorhandenem Vocoder-Überbrückungsmodus ein Uplink-Signal 120 betreibt, um die Sprache für eine weitere Übertragung an Elemente innerhalb von Kommunikationssystem 100 und insbesondere an BSC 114 zu dekomprimieren/decodieren. BSC 114 bearbeitet anschließend die dekomprimierte Sprache, um die Sprache für die Übertragung als ein Downlinksignal 122 zu komprimieren/codieren. Vorausgesetzt, dass Mobiltelefon 116 und Mobiltelefon 118 jeweils über kompatible Vocoder verfügen, ist der Decodierungs-/Codierungsprozess unnötig, was zu einer ineffizienten Verwendung von Netzwerk-Ressourcen sowie einer signifikanten Verschlechterung der Stimmqualität führt.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellen ein Gerät sowie ein Verfahren für die Vocoder-Überbrückung eine Inband-Signalisierung für das Einrichten eines Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus, d. h. einer Vocoder-Überbrückungsschaltung, bereit. Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Vocoder 200 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bestimmte Elemente von Vocoder 200 sind herkömmlich und im Stand der Technik hinreichend bekannt und schließen Sprach-Decoder 202, PCM-Kompressor 204, PCM-Expander 206, Echo-Canceller 208 sowie Sprach-Codierer 210 ein. In einem Betriebsmodus ohne Vocoder-Überbrückung funktionieren diese Elemente in der normalerweise beabsichtigten Art und Weise, um das Codieren und Decodieren von Sprache durchzuführen. Insbesondere und weiterhin unter Bezugnahme auf 2 wird die in dem Uplink oder in der Gegenrichtung codierte Sprache (ECV) von einem Mobiltelefon/BTS empfangen und von Sprach-Decoder 202 decodiert. Der resultierende Stream von mit linearem Pulscode modulierter Sprache (PCM) wird anschließend mit dem PCM-Kompressor 204 in PCM-Sprache von 64 Kilobit/Sekunde (kbps) komprimiert. Die PCM-Sprache von 64 kbps wird anschließend zu der MSC oder weiteren Systemelementen, wie etwa einem weiteren BSC, in dem Netzwerk übermittelt. In dem Downlink oder in der Gegenrichtung wird PCM-Sprache von 64 kbps von dem MSC oder weiteren Systemelementen empfangen und durch PCM-Expander 206 zu linearer PCM expandiert. Die lineare PCM wird anschließend durch Echo-Canceller 208 verarbeitet und anschließend durch Sprach-Codierer 210 codiert. Die codierte Sprache wird anschließend an die Downlink-BTS und das Mobiltelefon übermittelt.
Wie obenstehend erwähnt ist es im Zusammenhang mit Anrufen von Mobiltelefon zu Mobiltelefon wünschenswert, die Decodierungs-/Codierungsvorgänge zu überbrücken, um wenigstens die Stimmqualität zu erhalten. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zwei bidirektionale Kommunikationskanäle für Inband-Vocoder-Überbrückungssignalisierung und -steuerung (IVB) definiert. Der erste wird hierin als der IVB_SIG-Kanal bezeichnet und wird verwendet, um Steuerungssignalisierung zu übermitteln, eine Identifizierung des Überbrückungsschaltungstyps, eine Identifikation des Vocodertyps sowie eine Sprach-Frame-Timing-Referenz bereitzustellen. Der zweite wird hierin als der IVB_SPEECH-Kanal bezeichnet und wird verwendet, um codierte Sprach-Frames in dem Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus sowie eine Identifikation des Vocodertyps zu transportieren.
Für Systeme, die Spans freier Kanäle wie etwa E1 Spans verwenden, wird der IVB_SIG-Kanal in der komprimierten Sprache implementiert, indem ein Bitstehlen von Bit 0, b0, aus dem PCM-Sprach-Zeitslot von 64 kbps durchgeführt wird. Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 unten enthalten Bits b7-b0 dieses Zeitslots jeweils PCM-Sprachabtastbits p7–p0. Der IVB_SIG-Kanal entnimmt das Bit 0, b0, bei jeder 11.
Abtastung (d. h. bei jedem 11. Frame für eine voreingestellte Dauer) und ersetzt es durch ein IVB_SIG-Bit, s0. TABELLE I-Zuordnung der IVB_SIG-Kanalbits (s0) (Zuordnung der Spans von freien Kanälen)

b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

p7 p6 p5 p4 p3 p2 p1 p0/s0
Während des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus wird der IVB_SPEECH-Kanal in Bit 1 und Bit 0, b1 und b0, des PCM-Sprach-Zeitslots von 64 kbps transportiert, indem die PCM-Sprachbits p1 und p0, wie in Tabelle II unten veranschaulicht, überschrieben werden. Wie aus Tabelle II ersichtlich, enthalten während des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus Bit 1 und Bit 0 den IVB_SPEECH-Kanal und Bit 7–Bit 2 Bits mit der höchsten Signifikanz (MSBs, most significant bits) der komprimierten PCM-Sprachabtastung von 64 kbps, jeweils p7–p2. TABELLE II-Zuordnung der IVB_SPRACH-Kanal-Bits (d1:d0) (Zuordnung der Spans von freien Kanälen)

b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

p7 p6 p5 p4 p3 p2 d1 d0
Für Systeme, die Spans freier Kanäle wie etwa 56K T1 Spans verwenden, werden das Inband-Signalisierungsprotokoll und die codierten Sprach-Frames bevorzugt auf eine identische Art und Weise als Spans freier Kanäle übertragen, mit der einzigen Ausnahme, dass die zweite Bitposition (b1) verwendet wird, um die Inband-Signalisierung zu transportieren, sowie die dritte Bitposition und die zweite Bitposition, jeweils b2 und b1, verwendet werden, um die codierten Sprach-Frames (siehe Tabellen III und IV) zu transportieren. Die Verschiebung der Bit-Positionen ist notwendig, um einen Konflikt mit der T1-Signalisierung zu verhindern, wobei dieses Bit bei jedem sechsten Frame das Bit (b0) mit der geringsten Signifikanz stiehlt. TABELLE III-Zuordnung der IVB_SIG-Kanal-Bits (s1) (Zuordnung der Spans von nicht freien Kanälen)

b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

p7 p6 p5 p4 p3 p2 p1/s1 p0

TABELLE IV – Zuordnung der IVB_SPRACH-Kanal-Bits (d1:d0) (Zuordnung der Spans von nicht freien Kanälen)

b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

p7 p6 p5 p4 p3 d1 d0 p0
Bei dem Bereitstellen dieser Signalisierungskanäle erhält man, wie im Folgenden erklärt wird, das unerwartete Ergebnis einer verringerten Systemkomplexität und einer verringerten Umschaltzeit. Des Weiteren werden die Signalisierungskanalprotokolle jeweils so angeordnet, dass sie während des Einrichtens des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus den Einfluss auf die Stimmqualität verringern, um eine schnelle Einrichtung des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus bereitzustellen sowie um ein schnelles Wiederherstellen sowie Umschalten zurück zu der Tandem-Vocoderbetriebsweise bereitzustellen.
Der Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus wird durch eine Out-of-Band-Systemsteuerungsnachricht aktiviert. Standardmäßig wird der Inband-Signalisierungsmechanismus deaktiviert. Folglich kann ein Vocoder-Überbrückungsmodus nicht eingerichtet werden, außer die MSC aktiviert den Inband-Signalisierungsmechanismus über eine Out-of-Band-Nachricht. Out-of-Band-Nachrichtenübermittlung wird verwendet, um Inband-Signalisierung zu aktivieren/deaktivieren. Dies stellt eine Absicherung gegen das Eintreten in den Vocoder-Überbrückungsmodus bereit, wenn aufgrund der Bedingungen kein verlässlicher Vocoder-Überbrückungsbetrieb gewährleistet werden kann. Zum Beispiel könnte es sein, dass eine Vocoder-Überbrückungsfunktion während eines Konferenzgesprächs mit drei Teilnehmern oder wenn ein Anruf über Fernleitungen geroutet wird, von denen bekannt ist, dass sie Echo-Löschung unterstützen, nicht wünschenswert ist. Üblicherweise wäre eine Out-of-Band-Steuerung nur während der Einrichtung des Anrufs notwendig. Eine weitere Steuerung eines Vocoder-Überbrückungsmodus würde auf Inband-Signalisierungsfunktionen beruhen.
Das Aktivieren des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus über Out-of-Band-Nachrichtenübermittlung initialisiert den IVB_SIG-Kanal, der anschließend als ein „Signal” für die Inband-Detektion einer Schaltung von Mobiltelefon zu Mobiltelefon übertragen wird, um eine Timing-Referenz für den Sprach-Frame bereitzustellen. Der IVB_SIG wird anschließend über eine voreingestellte Dauer übertragen, die lang genug ist, um einen Austausch der Dienstoptionsinformation mit dem Partnerteilnehmer zu ermöglichen. Der IVB_SIG-Kanals wird ebenfalls übertragen, falls die Dienstoptionen sich während des Verlaufs des Anrufs ändern, oder jedes Mal wenn ein Verlust von Synchronisation mit codierter Sprach mit dem Partner-Teilnehmer eintritt.
Der IVB_SPEECH-Kanal wird bevorzugt lediglich während des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus übertragen. Da der IVB_SIG-Kanal ein DS0-Bit mit dem IVB_SPEECH teilt, wird IVB_SIG-Signalisierung bevorzugt jedes Mal dann beendet, wenn der Vocoder-Überbrückungsmodus aktiviert ist. Während des Vocoder-Überbrückungsmodus wird die Information über den Vocodertyp, die normalerweise über IVB_SIG übertragen wird, über den IVB_SPEECH-Kanal übertragen.

Ein in dem IVB_SIG-Kanal gesendeter Datensatz ist einer von einer Vielzahl von langen Codeworten. Lange Codeworte werden an den Empfänger auf dem IVB_SIG-Kanal übertragen, um den IVB-SIG-Kanal zuverlässig zu synchronisieren und einen angemessenen Fälschungsschutz bereitzustellen. Tabelle IV stellt Beispiele für bevorzuge Codeworte durch deren Namen und assoziierte Bedeutung bereit. Selbstverständlich ist ein Durchschnittsfachmann in der Lage, einen geeigneten Hex-Wert für jedes Codewort mit einer Anzahl von verfügbaren Codewort-Bits anzupassen. TABELLE V – IVB_SIG-Codewort-Beispiele

Codewort-Name	Codewort-Bedeutung
ANN_IVB (8k-qcelp)	Kündigt eine IVB-Schaltung an, und zeigt an, dass der aktuelle Vocoder-Typ 8k qcelp ist
ANN_IVB (13k-qcelp)	Kündigt eine IVB-Schaltung an, und zeigt an, dass der aktuelle Vocoder-Typ 13k qcelp ist
ANN_IVB (evrc)	Kündigt eine IVB-Schaltung an, und zeigt an, dass der aktuelle Vocoder-Typ evrc ist
ANN_IVB (reserviert)	Kündigt eine IVB-Schaltung an, und zeigt an, dass der aktuelle Vocoder-Typ (reserviert) ist

Während des Betriebs detektiert ein empfangender BSC die langen IVB_SIG-Codeworte und decodiert diese unter Verwendung eines IVB_SIG-Kanalempfängers, der weiter unten unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert wird. Der übertragende BSC muss die IVB_SIG-Codeworte sowie den IVB-SIG-Kanal generieren und formatieren. Eine IVB-Zustandsmaschine, die weiter unten unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird, steuert das Umschalten in den und aus dem Vocoder-Überbrückungsbetrieb.
Unter Bezugnahme auf 2 schließt ein Vocoder 200 zusätzlich zu den vorher beschriebenen Elementen einen IVB_SIG-Kanalgenerator 212, einen Multiplexer 216, eine Steuerung 218, einen IVB_SIG-Kanalempfänger 220, einen IVB_SPEECH-Empfänger 222, einen Demultiplexer 224 sowie einen Splicer 226 ein. Ebenfalls werden ein Schalter 217 sowie ein Schalter 227 bereitgestellt, die auf die Out-of-Band-IVB-Aktivierungsnachricht antworten, um eine Vocoder-Überbrückungsfunktion zu aktivieren. Insbesondere koppelt Schalter 217 den IVB_SIG-Generator 212 in die Uplink-Schaltung und deren Ausgabe wird mit der von Multiplexer 216 komprimierten Sprache gemultiplext. Ist das CLR_CHANNEL-Signal TRUE, also E1-Spans, dann ist die Ausgabe des Multiplexers 216 an diesem Punkt das IVB_SIG-Kanalsignal bei Bit 0 b0 der komprimierten Sprache mit Bits 7–1, welche die komprimierte Sprache enthalten. Ist das CLR_CHANNEL-Signal FALSE, also 56K-T1-Spans, dann ist die Ausgabe des Multiplexers 216 an diesem Punkt das IVB_SIG_Kanalsignal in Bit 1, b1, der komprimierten Sprache mit verbleibenden Bitss, welche die komprimierte Sprache einschließen.
IVB_SIG_Generator 212 antwortet auf ein Codewort-Auswahl-Signal von Steuerung 218, um das korrekte Codewort zu generieren. In dem Überbrückungsbetriebsmodus antwortet Schalter 215 auf ein Signal von Steuerung 218, das übereinstimmende Codeworte angibt, d. h., die Vocoder sind vom gleichen Typ, um die codierte Sprache (IVB_SPEECH) an Multiplexer 216 zu koppeln.
Bis zu 2 Bits der PCM-Abtastungen können überschrieben werden, um den IVB_SIG_Kanal oder den IVB_SPEECH_Kanal zu enthalten. Ist der CLR_CHANNEL TRUE, mit aktiviertem IVB, dann liegt der IVB_SIG-Kanal möglicherweise mit Bit 0 vor, b0, der PCM-Sprache vor, wobei b0 mit dem IVB_SIG-Bit, s0, mit der Geschwindigkeit von 8000/N_s, oder 727 Bits pro Sekunde (bps) Bitstehlen mit N_s = 11 überschrieben ist. Der Wert N_s = 11 ist bevorzugt und wird ausgewählt, um eine korrekte Fehlerkorrektur zu gewährleisten, obwohl es zu beachten gilt, dass weitere geeignete Werte von Ns ausgewählt werden können, ohne von dem tatsächlichen Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Bis der eigentliche Überbrückungsbetriebsmodus tatsächlich initiiert wird, enthalten Bit 1 und Bit 0 des PCM-Sprach-Zeitslots von 64 kpbs nach wie vor PCM-Sprache. Während des Vocoder-Überbrückungsvorgangs werden Bits 1 und 0 mit codierten komprimierten Sprachbits mit einer Geschwindigkeit von 16 kbps (jede Abtastung) überschrieben, und ersetzen den IVB_SIG-Kanal (d. h. beendet).
Ist CLR_CHANNEL FALSE, mit aktiviertem IVB, dann liegt der IVB_SIG-Kanal möglicherweise mit Bit 1, b1, der PCM-Sprache vor, wobei b1 mit IVB_SIG-Bit, s1, mit der Geschwindigkeit von 8000/N_s, oder 727 Bits pro Sekunde (bps) Bitstehlen mit N_s = 11 überschrieben ist. Der Wert N_s = 11 ist bevorzugt und wird ausgewählt, um eine korrekte Fehlerkorrektur zu gewährleisten, obwohl es zu beachten gilt, dass weitere geeignete Werte von Ns ausgewählt werden können, ohne von dem tatsächlichen Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Bis der Überbrückungsbetriebsmodus tatsächlich initiiert wird, enthalten Bit 2 und Bit 1 des PCM-Sprach-Zeitslots von 64 kpbs nach wie vor PCM-Sprache. Während des Vocoder-Überbrückungsvorgangs werden Bits 2 und 1 mit codierten komprimierten Sprachbits mit einer Geschwindigkeit von 16 kbps (jede Abtastung) überschrieben und ersetzen den IVB_SIG-Kanal (d. h. beendet).
Für den weiteren Verlauf der Darstellung wird angenommen dass CLR_CHANNEL TRUE ist. Es gilt zu beachten, dass dieselbe Verarbeitung verwendet werden könnte, falls CLR_CHANNEL FALSE ist, mit einer Verschiebung der Bitpositionen ähnlich der vorher erwähnten Verschiebung. Wie gezeigt wird IVB_SIG-Kanal durch eine Out-of-Band-Steuerungsnachricht (oder ein anderes Ereignis) initialisiert, und IVB_SPEECH wird auf Grundlage eines „CODEC MATCH STAT"-Signals initialisiert. Das CODEC MATCH STAT-Signal wird auf der Downlink-Seite als Antwort auf das erfolgreiche Detektieren des langen IVB_SIG-Kanal-Codeworts oder Empfangen von IVB_SPEECH und Bestimmen, dass die Vocoder für jedes Mobiltelefon geeignet sind, generiert.
In dem Downlink werden bei aktiviertem IVB Demultiplexer 224, IVB_SPEECH_RCVR 222 und Splicer 226 in die Downlink-Schaltung eingebunden. Weiterhin unter Bezugnahme auf 2 wird die komprimierte PCM-Sprache von 64 kbps in Demultiplexer 224 eingegeben, der einen Strom von 8 kbps (Bit 0, b0) sowie einen Strom von 16 kbps (Bit 1 und Bit 0, b1 und b0) für die anschließende Verarbeitung ausgibt. IVB_SIG-Empfänger 220 sucht innerhalb des 8 kbps-Strom nach dem Anfang des Sub-Rate-Codeworts mit 727 bps, synchronisiert es und decodiert das Codewort für die Eingabe an Steuerung 218. Steuerung 218 vergleicht das empfangene Codewort und somit den von dem Codewort identifizierten Vocodertyp und generiert das CODEC MATCH STAT Signal.
Unter Bezugnahme auf 3 schließt IVB_SIG-Kanalempfänger 220 einen Sub-Subrate-Demultiplexer 228 sowie einen Synchronisationssearcher 230 ein. Der Subrate-Stream von 8 kbps (Bit 0 der komprimierten Sprache) wird an Sub-Subrate-Demultiplexer 228 geschickt, der in Streams von N_s (N_s = 11), 8000/N_s = 727 unterteilt, wobei jeder davon den IVB_SIG-Kanal enthalten kann. Jeder Kanal wird auf die Anwesenheit eines der N_cw = 3 Codeworte hin untersucht. Die Ausgaben sind ein Steuerungssignal, das angibt, ob das Codewort gefunden wurde (IVB_SIG_SYNC_STAT) sowie der Vocodertyp, der durch das Codewort identifiziert wurde, das an Steuerung 218 übermittelt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 reagiert Schalter 209 auf die Detektion des IVB_SIG SYNC STAT-Steuerungssignals für das Entkoppeln des Echo-Cancellers 208 von der Downlink-Schaltung und für das direkte Koppeln der expandierten Downlink-PCM-Sprache mit dem Sprach-Codierer. IVB_SPEECH RCVR 222 sendet bei Empfang des CODEC MATCH STAT-Signals mit 16 kbps codierte Sprache an Splicer 226 sowie ein codiertes (ECV) SYNC STAT Sprachsignal. Splicer 226 reagiert auf die codierte Sprache SYNC STAT auf bereitgestellte synchronisierte codierte Sprache, entweder von IVB_SPEECH_RCVR 222 oder Sprach-Codierer 210, in dem Downlink zu der BTS.
Splicer 226 stellt ein übergangsloses Umschalten von/zu den codierten PCM-Frames zu/von den codierten Überbrückungsframes durch Koordinieren des Timing des Umschaltens von einer Schaltung zu der anderen Schaltung, z. B. PCM für das Überbrücken, bereit. Die Wirkung des Splicers liegt darin, hörbare Schaltungsartefakte wie etwa Funklöcher, Klicks und weitere Störungen zu eliminieren. Das OUTPUT_REQUIRED_BY Timingsignal wird von einem Steuerungsprozessor 228 für jeden Splicer 226 und Sprach-Codierer 210 bereitgestellt und ist das Startsignal. Splicer 226 besteht eigentlich in einer verteilten Funktion, von der ein Teil vor dem Sprach-Codierer 210 ausgeführt wird und somit in der Lage ist, die Ausgabe von Sprach-Codierer 210 und Schalter in der IVB_SPCH_RCVR 222 Ausgabe zu blockieren. Das Timing ist derart, dass der Sprach-Codierer 210 gerade das Senden des vorher codierten Sprach-Frames abgeschlossen hat und die Ausgabe an den aktuell codierten Sprachrahmen noch nicht begonnen hat. Somit wird der codierte Überbrückungs-Sprach-Frame übergangslos dazwischen geschaltet. Es gilt zu beachten, dass die codierten Überbrückungssprachframes mit minimaler Verzögerung übertragen werden, um das in IVB_SPCH_RCVR 222 und Splicer 226 für die Funktion von Splicer 226 benötigte Zwischenspeichern zu vereinfachen.
Wie dargestellt sorgt die vorliegende Erfindung für ein kontinuierliches Senden der PCM-Sprache von 64 kbps in den nicht durch die IVB-Kanäle besetzten Bits. Es stellt ferner eine weitere Sprach-Verarbeitung der Sprachdaten bereit. Dies reduziert die Antwortzeit der verschiedenen Filter bei dem Zurückschalten in den normalen Vocoderbetrieb. Auch das ständige Senden der komprimierten PCM-Sprache von 64 kbps minimiert die Auswirkung auf die Stimmqualität für den Fall, dass die Überbrückungsschaltung in unbeabsichtigter Weise durch den Sprach-Codierer auf der empfangenden Seite geführt werden, d. h. Bits p7–p2 enthalten anderenfalls komprimierte Sprachdaten.
Splicer 226 schützt auch vor Übergängen von Frames mit voller Geschwindigkeit zu einem Achtel der Geschwindigkeit, wenn das Umschalten von einer codierten Sprachausgabe in eine codierte Überbrückungssprachausgabe erfolgt und umgekehrt. Dies erfolgt durch Warten, bis ein Frame mit einer nicht vollen Geschwindigkeit zu dem vorhergehenden Frame, Frame n – 1, gesendet wurde, vor dem Schalten in den neuen Modus, d. h. einem Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus in den normalen Betriebsmodus oder den normalen Betriebsmodus in den Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus, für das Senden des aktuellen Frames, Frame n. Falls der in dem Modus x (Überbrückung oder normal) gesendete Frame n – 1 vollständige Geschwindigkeit aufwies, dann wird Frame n nicht in Modus y (alternativ zu Überbrückung oder normal) gesendet, außer in dem folgenden Fall. Ein Zähler für die Anzahl von kontinuierlichen Frames mit voller Geschwindigkeit in Modus x während des Versuchs des Umschaltens von Modus y wird initialisiert und wird für jeden Frame mit voller Geschwindigkeit heraufgesetzt. Falls diese Zählung einen Schwellenwert überschreitet, zum Beispiel, einen Schwellenwert von 10, wird die Schaltung in den neuen Modus vollzogen und der aktuelle, in dem neuen Modus verfügbare Frame wird gesendet und der neue Modus wird gestartet.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die Funktion des Vocoders 200 im Hinblick auf die veranschaulichten Zustandsdiagramme 400 beschrieben. 4 zeigt das Inband-Signalisierungs-Protokoll, das ausgeführt wird, wenn der Mechanismus über Out-of-Band-Signalisierung, wie etwa eine Transcoder-Steuerungsanfrage, aktiviert wurde.
In dem [ANNOUNCE]-Zustand 302 wird das dem aktuellen lokalen Vocodertyp entsprechende ANN_IVB-Codewort (im Folgenden als das korrekte ANN_IVB-Codewort" bezeichnet) auf dem IVB_SIG-Übertragungskanal übertragen und es wird danach in dem IVB_SIG-Empfangskanal gesucht. Zusätzlich wird in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal nach codierter Sprache von dem Vocodertyp gleich dem aktuellen lokalen Vocodertyp (hierin anschließend als der „korrekte Vocodertyp" bezeichnet) gesucht. Das System bleibt in diesem Zustand, das heißt es fährt mit dem Verfahren des Sendens und Suchens nach dem ANN_IVB_Codewort sowie des Suchens nach der codierten Sprache des korrekten Vocodertyps fort, bis entweder das korrekte ANN-IVB-Codewort empfangen wurde oder codierte Sprache des korrekten Vocodertyps empfangen wurde oder ein Zeitintervall von nominal 2,5 Sekunden verstrichen ist, oder die Inband-Signalisierungsmachine über eine von außen empfangene Steuerungsnachricht deaktiviert wurde.
Für den Fall dass das korrekte ANN_IVB-Codewort in dem IVB_SIG-Kanal empfangen wurde, ist der nächste Zustand [TRANSMIT] 304. Wird in dem IVB_SPEECH-Kanal codierte Sprache des korrekten Vocodertyps empfangen, ist der nächste Zustand [CONNECT] 305. Für den Fall, dass das Zeitintervall abläuft, ist der nächste Zustand [MONITOR] 303. Für den Fall, dass eine "Deaktivierungs"-Steuerungsnachricht empfangen wurde, ist der nächste Zustand [DISABLED] 301. In sämtlichen Fällen wird die Übertragung eines ANN_IVB_Codeworts auf dem IVB_SIG-Übertragungskanal bei dem Verlassen des [ANNOUNCE] 302-Zustand beendet. Anders ausgedrückt ist der IVB_SIG-Übertragungskanal in keinem weiteren Zustand aktiv.
In dem [TRANSMIT]-Zustand 304 wird die von dem Mobiltelefon empfangene codierte Sprache über den IVB_SPEECH-Übertragungskanal übertragen und codierte Sprache des korrekten Vocodertyps wird in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal gesucht. Das System bleibt in diesem Zustand, das heißt, es fährt mit dem Verfahren des Sendens und Suchens wie oben beschrieben fort, bis entweder codierte Sprache des korrekten Vocodertyps in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal empfangen wurde oder ein Zeitintervall von nominal 80 ms verstrichen ist. In ersterem Fall ist der nächste Zustand [CONNECT] 305; in letzterem Fall ist der nächste Zustand [ANNOUNCE] 302.
In dem [MONITOR]-Zustand 303 wird der IVB_SIG-Empfangskanal durch Suchen des korrekten ANN_IVB-Codeworts überwacht. Das System bleibt in diesem Zustand bis entweder der aktuelle lokale Vocodertyp sich ändert, die Inband-Signalisierungsmaschine erneut gestartet oder über eine von außen empfangene Steuerungsnachricht deaktiviert oder das korrekte ANN_IVB-Codewort auf dem IVB_SIG-Empfangskanal empfangen wird. In dem Fall, dass der lokale Vocodertyp sich ändert oder die Zustandsmaschine über eine Steuerungsnachricht von außen erneut gestartet wurde, ist der nächste Zustand [ANNOUNCE] 302. In dem Fall, dass das korrekte ANN_IVB-Codewort in dem IVB_SIG-Kanal empfangen wurde, ist der nächste Zustand [TRANSMIT] 304. In dem Fall, dass die Zustandsmaschine über eine Steuerungsnachricht von außen deaktiviert wird, ist der nächste Zustand [DISABLED] 301.
In dem [CONNECT]-Zustand 305 wird die von dem Mobiltelefon empfangene codierte Sprache über den IVB_SPEECH-Übertragungskanal übertragen und codierte Sprache des korrekten Vocodertyps wird in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal erneut für die Übertragung an das Mobiltelefon formatiert. Das System verbleibt in diesem Zustand, d. h. setzt den Prozess des Sendens von codierter Sprache auf dem IVB_SPEECH-Übertragungskanal des Empfangens von codierter Sprache in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal und des Weiterleitens der empfangenen codierten Sprache an das Mobiltelefon fort, bis entweder die codierte Sprache eines nicht korrekten Vocodertyps auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal empfangen wird, die Synchronisation mit der codierten Sprache auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal verloren geht, der aktuelle Vocodertyp sich ändert, oder eine Steuerungsnachricht, um die Zustandsmaschine zu deaktivieren von außen empfangen wird. In dem Fall des Empfangens von codierter Sprache eines inkorrekten Vocodertyps auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal oder des Verlusts der Synchronisation mit der codierten Sprache auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal ist der nächste Zustand [ANNOUNCE] 302. In dem Fall, dass der lokale Vocodertyp sich ändert, ist der nächste Zustand [TRANSITION] 306. In dem Fall, dass eine Steuerungsnachricht empfangen wird, um die Zustandsmaschine zu deaktivieren, ist der nächste Zustand [DISCONNECT] 307.
In dem [TRANSITION]-Zustand 306 wird die in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal codierte Sprache erneut für die Übertragung an das Mobiltelefon formatiert. Das System bleibt in diesem Zustand, bis ein Verlust der Synchronisation mit der codierten Sprache auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal auftritt, woraufhin der nächste Zustand [ANNOUNCE] 302 ist.
In dem [DISCONNECT]-Zustand 307 wird die in dem IVB_SPEECH-Empfangskanal codierte Sprache des korrekten Vocodertyps erneut für die Übertragung an das Mobiltelefon formatiert. Das System bleibt in diesem Zustand, bis ein Verlust der Synchronisation mit der codierten Sprache auf dem IVB_SPEECH-Empfangskanal auftritt, woraufhin der nächste Zustand [DISABLED] 301 ist.
Es wird nun Bezug genommen auf 5, in der in Übereinstimmung mit einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erneut drei Signalisierungskanäle für das Identifizieren und das Steuern des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus bereitgestellt werden. Zwei Merkmale der alternativen Ausführungsform sind eine verringerte Komplexität und damit in Verbindung stehende verringerte Overhead-Verarbeitung der initialen Suche für Synchronisationssignalisierung, und erhöhte Kompatibilität mit weiteren Anrufverarbeitenden Merkmalen, zum Beispiel Echo-Cancellern.
Ein erster Signalisierungskanal, IVB_SYNC wird verwendet, um eine Verbindung zwischen zwei Mobiltelefonen zu identifizieren und um zu identifizieren, dass die beiden Mobiltelefone so ausgestattet sind, dass sie eine Vocoder-Überbrückung verarbeiten können. Der IVB_SYNC-Kanal sendet bei aktiviertem IVB kontinuierlich mit 727 bps ein einzelnes, sich wiederholendes Bitmuster, in Bit 0, b0, des PCM-Sprach-Zeitslots von 64 kbps (d. h. 1:11 Bitstehlen). Das Bitmuster wird ausreichend lang ausgewählt, um immun gegen Bitfehler und -beschädigung zu sein, jedoch auch kurz genug, um eine schnelle Detektion zu ermöglichen. Ein 29 oder 30 Bit langes Bitmuster wird derzeit bevorzugt, auch wenn es ersichtlich ist, dass weitere Bitmusterlängen verwendet werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Anders als IVB_SIG enthält IVB_SYNC keine Information über den Vocodertyp. Aus diesem Grund weist es eine sehr viel geringere initiale Overhead-Detektion auf. Wie weiter beschrieben wird, wird der IVB_SYNC-Kanal ebenfalls bei dem Demultiplexen eines zweiten Signalisierungskanals, des IVB_MSG-Kanals, verwendet.
Der IVB_MSG-Kanal wird verwendet, um die Information über den Vocodertyp zu übertragen. Der IVB_MSG-Kanal wird ebenfalls unter Verwendung von Bitstehlen mit einer bevorzugten Geschwindigkeit von 727 bps (1:11 Bitstehlen) gesendet. Anders als bei dem IVB_SYNC-Kanal wird IVB_MSG nicht kontinuierlich gesendet. Zu den geeigneten Zeiten wird, wie beschrieben wird, der IVB_MSG-Kanal generiert und gesendet, um eine Identifikation des Vocodertyps bereitzustellen, sowie für eine Verwendung bei dem Verhandeln von Änderungen des Vocodertpys. Aus diesem Grund teilt er sich in der bevorzugten Ausführungsform des IVB_MSG-Kanals Bit 1, b1 mit dem dritten Kanal IVB_SPEECH.
Um den Einfluss auf die gesamte Tonqualität weiter zu verrringern, kann sowohl während hoher Sprechaktivität als auch während Zeiten geringer Sprechaktivität der IVB_MSG-Kanal zu Zeiträumen hoher Sprechaktivität als auch zu Zeiten geringer Sprechaktivität in dem System koordiniert werden. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, den IVB_MSG-Kanal so zu koordinieren, dass er während des Zeitraums geringer Sprechaktivität gesendet wird, um den hörbaren Einfluss auf die PCM-Sprache zu verringern. Allerdings ist es möglich, falls das aufgrund des Bitstehlens erzeugte Rauschen übermäßig auftritt und/oder überwiegend zu beanstanden ist, den IVB_MSG-Kanal mit Zeiten hoher Sprechaktivität zu koordinieren, wo der Einfluss auf die Stimmqualität aufgrund des „Maskierungseffekts" nicht beanstandet werden muss.
Der IVB_SPEECH-Kanal wird wie oben beschrieben implementiert und führt mit einer Geschwindigkeit von 16 kbps in Bit 1 und Bit 0, b1 und b0, des PCM-Sprach-Zeitslots von 64 kbps ein Bitstehlen durch. Durch das Bereitstellen einer Aufteilung von Bit 1, b1, zwischen dem IVB_MSG-Kanal und dem IVB-SPEECH-Kanal wird jegliche Auswirkung auf die PCM-Sprache und/oder die ruhigen Zeiten mit geringer Sprechaktivität praktisch eliminiert.
Unter Bezugnahme auf 5 wird IVB zunächst nicht aktiviert, dargestellt durch den OFF-Zustand 501. OFF-Zustand 501 wird auf Grundlage eines Out-of-band-IVB-Deaktivierungssignals und/oder der Initialisierung des Kommunikationssystems 100 gestartet. Bei dem OFF-Zustand 501 wird keine IVB-Information in der Uplink-PCM-Sprache von 64 kbps übertragen noch in der PCM-Downlink-Sprache von 64 kbps gesucht/zurückverfolgt. In dem OFF-Zustand erfolgt ein normaler Vocoderbetrieb.
Bei Aktivierung wird der SYNC_M2M (Synchronisierung Mobiltelefon-zu-Mobiltelefon-Schaltung)-Zustand 502 gestartet. In dem SYNC_M2M-Zustand 502 sendet ein IBV_SYNC-Überträger (ähnlich dem in 2 gezeigten IVB_SIG-Generator 202) ein IVB_SYNC-Codewort, das genau alle 40 ms startet, d. h. mit jeder 320-igsten PCM-Abtastung) und somit in exakter Synchronisierung mit dem Start jedes weiteren decodierten Sprach-Frames von PCM-Abtastungen. Dies geschieht, um die Detektion und das Demultiplexen des IVB-MSG-Kanals an einem IVB sync-Empfänger (ähnlich dem IVB_RCVR 220) zu ermöglichen. Der IVB-MSG-Kanal wird in Synchronisation mit dem IVB_SYNC-Kanal gesendet. Das IVB_SYNC-Codewort wird invertiert, um dem Empfänger anzuzeigen, dass IVB_MSG-Kanalbits während des entsprechenden Zeitintervalls vorliegen. Die IVB-SYNC-Codewort-Bits können auf Basis eines halben Codeworts invertiert werden. Zum Beispiel können mit N_cb = 29 die ersten 15 Codewort-Bits invertiert werden und die verbleibenden 14 Codewortbits belassen werden. Alternativ können die ersten 15 Codewort-Bits belassen werden und die verbleibenden 14 Codewort-Bits invertiert werden. Dies ermöglicht, dass der IVB_MSG-Kanal auf einer 20 ms-Basis aktiv sein kann. Der Empfänger sucht nach verschiedenen Codewort-Inversionen, die folgendes darstellen können: 1) keine Bits invertiert – IVB_MSG-Kanal liegt nicht vor, 2) die ersten 15 Bits sind invertiert – IVB_MSG-Kanal liegt im ersten Intervall von 20 ms vor, 3) die zweiten 14 Bits sind invertiert – IVB_MSG-Kanal liegt im Intervall von 20 ms vor und 4) alle 29 Bits invertiert – 2 aufeinanderfolgende IVB_MSG-Kanäle liegen vor. Des Weiteren stellt der IVB-SYNC-Kanalempfänger sein Timing alle 40 ms ein, um die nicht-ganzzahlige Denominatorbeziehung des Intervalls des Bitstehlens (11) mit dem Codewort-Zeitraum (320) zu berücksichtigen.
Wird ein nicht invertiertes IVB_SYNC-Muster detektiert, dann wird der SYNC-M2M-Zustand verlassen und es erfolgt ein Eintritt in den IDENTIFY/NEGOTIATE-Zustand 503. In dem IDENTIFY/NEGOTIATE-Zustand 503 wird die Vocoder-Information in dem IVB_MSG-Kanal mitgeteilt. Der IDENTIFY/NEGOTIATE-Zustand 503 wird aufrechterhalten, bis passende Information über den Vocodertyp auf dem IVB_MSG-Kanal empfangen wird. Optional kann der IVB_MSG verwendet werden, um den Vocodertyp in dem Fall von ursprünglich nicht passenden Vocodertypen zu verhandeln. Die Verhandlung kann ein Verfahren wie oben beschrieben sein, oder Information über den Vocoder-Typ kann auf dem IVB_MSG-Kanal bereitgestellt werden, um eine Lösung in Form einer „Datenbank mit implizierten Regeln" bereitzustellen. Wird geeignete Vocoder-Typ-Information empfangen, dann erfolgt ein Umschalten in den SYNC-SPCH-Zustand 504.
In dem SYNC_SPCH-Zustand 504 wird codierte Sprache in dem IVB_SPEECH-Kanal gesendet. Nach codierter Sprache wird auch in der Downlink-PCM-Sprache gesucht. Die IVB_SYNC- und IVB-MSG-Kanäle werden weiterhin beobachtet, falls ein Wechsel des Vocodertyps erforderlich ist und/oder ein Überbrückungsbetriebsmodus deaktiviert werden muss. Während des SYNC_SPCH-Zustand 504 arbeitete der Vocoder weiter und liefert decodierte Sprachausgabe an die Uplink-PCM-Sprache und codierte PCM-Sprache an den Downlink.
Wird eine Synchronisation mit codierter Sprache erhalten, dann erfolgt ein Eintritt in den CONNECT-Zustand 505. In dem CONNECT-Zustand 505 wird die IVB-Schaltung abgeschlossen und die mit der Überbrückung codierte Sprache wird zwischen den Mobiltelefonen übermittelt. Der Vocoder arbeitet weiter parallel zu der Vocoder-Überbrückung, um ein nahtloses Zurückschalten in einen deaktivierten Überbrückungsmodus (normales Vocoding) zu unterstützen. Der CONNECT-Zustand 505 wird aufrechterhalten, bis entweder die Synchronisation mit der codierten Sprache mit Überbrückung verloren ist, und ein Out-of-Band-Deaktivierungsbefehl empfangen wird, der IVB-SYNC-Kanal verloren ist, nicht geeignete Information über den Vocodertyp auf dem IVB_MSG-Kanal empfangen wird oder codierte Sprach-Frames, die nicht mit dem aktuellen Vocoder kompatibel sind, empfangen werden.
Von dem CONNECT-Zustand 505 und bei Empfang eines Deaktivierungsbefehls erfolgt ein Eintritt in den DISCONNECT-Zustand 506. In dem DISCONNECT-Zustand 506 wird jegliche Verarbeitung von Uplink-IVB-Übertragung unterbrochen und das normale Vocoding wiederhergestellt. Eine Downlink-Überbrückung der empfangenen codierten Sprache wird nach wie vor unterstützt. Dieser einpfadige, „Halb-Duplex"-Betriebsmodus wird aufrechterhalten, bis ein Verlust der Synchronisation mit der codierten Downlinksprache oder eine weitere IVB-Verlustsituation auftritt.
Es gilt zu beachten, dass die alternative bevorzugte Ausführungsform geringeren Detektionsoverhead bei gleichzeitigem Bereitstellen der Vorteile schneller Übertragung des Vocoder-Überbrückungsbetriebsmodus bereitstellt. Es gilt ferner zu beachten, dass die Modifikation von Vocoder 200, um gemäß der oben beschriebenen alternativen Ausführungsform zu funktionieren, in einfacher Weise erreicht wird.
Obwohl die Erfindung anhand bestimmter Beispiele für dieselbe beschrieben wurde, ist nicht beabsichtig, dass sie sich auf die obige Beschreibung beschränken soll, sondern lediglich auf den in den folgenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang.

Claims

In einem drahtlosen Kommunikationssystem (100), das Kommunikationsdienste zwischen einem ersten Mobiltelefon (116) und einem zweiten Mobiltelefon (118) bereitstellt, wobei das erste Mobiltelefon (116) einen Vocoder des ersten Mobiltelefons (200) aufweist, das zweite Mobiltelefon (118) einen Vocoder des zweiten Mobiltelefons (200) aufweist, und das drahtlose Kommunikationssystem (100) einen aktiven Betriebmodus des Vocoders und einen Überbrückungsmodus des Vocoders aufweist, ein Verfahren für das Umschalten der drahtlosen Kommunikationsinfrastruktur von dem aktiven Betriebsmodus des Vocoders in den Überbrückungsmodus des Vocoders, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Vocoder-Überbrückungsabschnitts innerhalb eines komprimierten Sprachsignals, wobei der Vocoder-Überbrückungsabschnitt geeignet ist, wenigstens ein erstes Signal und ein codiertes Sprachsignal zu beinhalten, wobei das wenigstens eine Signal eine Information hinsichtlich der Vocoder-Überbrückungsfähigkeit und hinsichtlich der Art des Vocoders einschließt; Detektieren des Vocoder-Überbrückungsabschnitts innerhalb des komprimierten Sprachsignals; Bestimmen einer Kompatibilität des Vocoders des ersten Mobiltelefons (200) und des Vocoders des zweiten Mobiltelefons (200) basierend auf wenigstens der Information hinsichtlich der Art des Vocoders; und Initiieren des Überbrückungsmodus des Vocoders in der drahtlosen Kommunikationsinfrastruktur basierend auf der Kompatibilität; dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren von wenigstens einem aus dem wenigstens einen ersten Signal und dem codierten Sprachsignal innerhalb des komprimierten Sprachsignals abhängig von wenigstens einem Signal, das von einem Kanal mit einer bestimmten Bandbreite übertragen wird, ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner den Schritt des Beendens des Bereitstellens des ersten Signals innerhalb des komprimierten Sprachsignals beinhaltet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des Beendens des Bereitstellens des ersten Signals innerhalb des komprimieren Sprachsignals den Schritt des Beendens des Bereitstellens des ersten Signals innerhalb des komprimierten Sprachsignals bei Ablauf eines Zeitmessers umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des Beendens des Bereitstellens des ersten Signals innerhalb des komprimierten Sprachsignals den Schritt des Beendens des Bereitstellens des ersten Signals innerhalb des komprimierten Sprachsignals nach dem Bestimmen, dass der Überbrückungsmodus des Vocoders initiiert wurde, umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das erste Signal eine Synchronisationsinformation einschließt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das codierte Sprachsignal Synchronisationsinformation einschließt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte umfasst: in dem aktiven Betriebsmodus des Vocoders: Empfangen eines codierten ersten Signals von dem ersten Mobiltelefon (116), Decodieren des codierten ersten Signals, um ein decodiertes erstes Signal zu erzeugen und Koppeln des decodierten ersten Signals in einen Sprachkanal in einer ersten Richtung; Empfangen eines decodierten zweiten Signals in dem Sprachkanal in einer zweiten Richtung, Codieren des decodierten zweiten Signals und Übertragen des codierten zweiten Signals an das erste Mobiltelefon (116); Erzeugen eines ersten Überbrückungssignals und Einbetten des ersten Überbrückungssignals in den Sprachkanal in der ersten Richtung und Erzeugen eines zweiten Überbrückungssignals und Einbetten des zweiten Überbrückungssignals in den Sprachkanal in der zweiten Richtung; nach dem Detektieren des ersten Überbrückungssignals und des zweiten Überbrückungssignals in dem Sprachkanal, Bestimmen einer Vocoder-Kompatibilität; und nach dem Bestimmen der Vocoder-Kompatibilität, Beginnen des zweiten Betriebsmodus; in dem Überbrückungsbetriebsmodus des Vocoders: Empfangen des codierten ersten Signals von dem ersten Mobiltelefon (116) und Koppeln des codierten ersten Signal in den Sprachkanal in der ersten Richtung; und Empfangen eines codierten zweiten Signals in dem Sprachkanal in der zweiten Richtung und Übertragen des codierten zweiten Signals an das erste Mobiltelefon (116).
In einem drahtlosen Kommunikationssystem (100), ein Gerät für das Bereitstellen einer bandinternen Vocoder-Steuerung, wobei das Gerät folgendes umfasst: einen bandinternen Signalkanalgenerator (212), der geeignet ist, ein Überbrückungssignal bereitzustellen; einen Multiplexer (216), der operativ mit dem Inband-Signalkanalgenerator (212) gekoppelt und geeignet ist, das Überbrückungssignal in einen Uplink-Abschnitt eines Sprachkanals zu koppeln; ein Überbrückungssignaldetektor, der mit dem Sprachkanal gekoppelt und geeignet ist, innerhalb eines Downlink-Abschnitts des Sprachkanals ein Detektionssignal bei Detektieren des Überbrückungssignals oder von codierter Sprache bereitzustellen; ein Detektor vom Typ des Vocoders, der geeignet ist, einen Vocodertyp eines Vocoders eines Mobiltelefons basierend auf dem Überbrückungssignal in dem Downlink-Abschnitt des Sprachkanals zu bestimmen; einen Multiplexer (216), der geeignet ist, codierte Sprache in den Uplink-Abschnitt des Sprachkanals basierend auf dem bestimmten Vocodertyp des Vocoders des Mobiltelefons zu koppeln; einen Splicer (226), der geeignet ist, codierte Sprache in den Downlink-Abschnitt des Sprachkanals basierend auf dem bestimmten Vocodertyp des Vocoders des Mobiltelefons zu koppeln; gekennzeichnet durch den Überbrückungssignaldetektor, der ferner geeignet ist, das Überbrückungssignal zu detektieren, das von wenigstens einem Signal, das von einem Kanal mit einer bestimmten Bandbreite überfragen wird, abhängig ist.