CZ322697A3 - Způsob přenosu signálů hovorové frekvence v mobilním telefonním systému - Google Patents

Description

i · · ·

p\J »· · · · • · · 01-1709-97-Ce o ►· · ·

Způsob m

YpřenosU signálů hovorové frekvence v mobilním telefonní systému

Oblast techniky fyuSQÁu

Tento vynález se týká V přenášení signálů hovorové frekvence, zvláště signálů DTMF (Duál Tone Multifrequency - tlačítková frekvenční volba), přes rádiové propojení digitálního mobilního telefonního systému.

Dosavadní stav techniky V digitálním telefonním systému je hovorový signál nějakým způsobem kódován před tím, než je kanálově kódován a přenesen do rádiové cesty. Při kódování řeči je digitalizovaná řeč zpracována rámec po rámci v časových obdobích asi 20 ms použitím rozdílných metod takovým způsobem, že výsledkem je skupina parametrů představujících řeč pro každý rámec. Tato informace, tj. skupina parametrů, je kanálově kódována a přenesena do přenosové cesty. Při kanálovém kódování je informace chráněna různými kódy opravujícími chyby.

Metoda kódování řeči používaná v mobilních systémech GSM je tzv. RPE-LTP (Regular Pulse Excitation LPC (Linear

Predictive Coding) with Long Term Prediction - pravidelné pulzní buzení LPC (lineární předpovědní kódování) s dlouhodobou předpovědí). Základními částmi algoritmu je lineární předpovědní kódovací filtr LPC a kódování zbytkového signálu jako posledního stadia sledu pulzů. Provoz je ukončen odhadem výšky tónu LP. Kodér tak vytvoří krátkodobé parametry filtru, dlouhodobé předpovědní 1 parametry LTP a parametry RPE. Para*áětYy RPE***půsóbí ** v dekodéru jako signály buzení filtru a přijaté krátkodobé a dlouhodobé parametry působí jako parametry filtru. Algoritmus kódování řeči používaný digitálním mobilním systémem v USA patří do kategorie kodérů buzených kódy CELP (Code Excited Linear Prediction - lineární předpověď buzená kódem) a kodér je vztažen k členu lineárního předpovědního kódování buzeného vektorovým součtem (VSELP - Vector-Sum Excited Linear Predictive Coding). Výsledkem kódování řeči je skupina parametrů, jejichž pomocí a také pomocí kódovacích velkokapacitních segmentů, které mají předem určenou strukturu, je signál řeči syntetizován v dekodéru přijímače. Zbytkový signál řeči není vůbec přenesen, jako se to dělá v kodéru RPE-LTP. Kodéry obou systémů mají společné to, že kodér vytvoří hovorové rámce, jejichž trvání je 20 ms, a že hovorový rámec se skládá z podrámců 5 ms, z nichž každý obsahuje skupinu parametrů řeči.

Dodatkem ke skutečnému kódování jsou v digitálním zpracování řeči také zabudovány následující funkce: a) na vysílací straně zjištění hovorové aktivity (VAD - voice activity detection), pomocí kterého může být vysílač aktivován jen když existuje řeč k přenosu (DTX - Discontinuous Transmission - nespojitý přenos), b) na vysílací straně vyhodnocení šumu pozadí a generování parametrů odpovídajících šumu a na přijímací straně generování příjemného šumu v dekodéru z parametrů, tento příjemný šum činí přerušení spojení zvuku příjemnější než absolutní ticho a c) zrušení akustické ozvěny.

Jako příklad zpracování řeči je popsáno uspořádání zpracování řeči používané ve známém telefonním mobilním systému GSM s odvoláním na obr. 1, kde je uvedena vysílací strana. Vstupem kodéru 1. řeči je buď 13 bitový PCM signál 2 přicházející ze sítě, získaný vzorkováním hovorového signálu při frekvenci 8000 vzorků za vteřinu nebo 13 bitový PCM přeměněný A/D, přicházející z hovorové části mobilní stanice. Trvání rámce řeči, obdrženého z výstupu kodéru je 20 ms a obsahuje 260 bitů, které jsou generovány kódováním 160 PCM vzorků kódované řeči.

Kodér i řeči vytvoří výše zmíněné parametry pro každý rámec řeči 20 ms a detektor 2 hovorové aktivity (VAD) (v originálu obrázku nesprávně 4) na základě těchto parametrů určí, zda rámec řeč obsahuje nebo ne. Podle obsahu informace rámce stanoví detektor VAD vhodné označení, řídící provoz řídicího a provozního bloku 4 DTX. Jeho hodnota může být VAD = 1, potom rámce použité do kanálového kodéru 5 a odtud dále do rádiové cesty jako tzv. dopravní rámce jsou rámce řeči vytvořené kodérem řeči. Řídicí a provozní blok 4 DTX stanoví označení SP řídící kanálové kódování pro každý rámec použitý do kanálového kodéru 5. Při přenosu řeči je v řeči obsažen také šum pozadí, který by byl také přerušen při použití nespojitého přenosu DTX, což by způsobilo rušivé přerušení na přijímací straně. Proto rámce deskriptoru ticha SID (Silence Descriptor), obsahující parametry šumu, jsou přeneseny po datovém bloku řeči a v určitých intervalech také během přestávek řeči ukázaných pomocí VAD 2, tak je přijímač schopen generovat z těchto parametrů šum připomínající původní šum také během přestávek. Trvání takového rámce a počet bitů v rámci jsou stejné jako v rámci řeči. Parametry šumu jsou určeny funkčním blokem .3 TX šumu na základě parametrů obdržených z kodéru i řeči.

Podle obr. 2, který uvádí pole rámce SID, je pro kódování parametrů šumu potřebná jen část 260 bitů rámce SID. 3

Informace o spektru šumu pozadí je kódována v poli B a hladina šumu pozadí je kódována v poli C. Pokud jde o další hity je 95 bitů použito pro kódové slovo SID v poli A a všechny bity ve slově mají nulovou hodnotu. Zbytek bitů rámce SID v poli I má nulovou hodnotu. Když nastane přestávka v řeči, tj. označení VAD je nulové, je tím způsobeno to, že rámce, přenesené z řídicího a provozního bloku 4 DTX do kanálového kodéru a dále do rádiové cesty jako tzv. dopravní rámce, jsou rámce SID obsahující parametry šumu. Hodnota označení SP upraví kanálové kódování, aby bylo vhodné pro tyto rámce.

Obr. 3 uvádí známé uspořádání přijímače používané v mobilním telefonním systému GSM. Kanálové dekódování a zjištění je provedeno v bloku 3_5 na přijatém rádiovém signálu. Zjištěný dopravní rámec s opravenými chybami v dekódování kanálu je opatřen označením BFI (Bad Frame Indicator - ukazatel špatného rámce), které ukazuje, zda přijatý dopravní rámec je chybný nebo bez chyb. Pokud jde o dopravní rámec, je v bloku 36 zjištění rámce SID kontrolováno, zda se jedná o rámec SID obsahující informaci o šumu. Toto se. provede srovnáním bitu za bitem kódovacího slova přijatého dopravního rámce s kódovacím slovem uloženým v přijímači. V závislosti na tom kolik bitů se odchyluje od správného slova je poskytnuto označení SID jednou ze tří možných hodnot. Dále je poskytnuta synchronizační informace dopravního rámce pomocí označení TAF (Time Alignment Flag - označení časového seřazení). Vstupy řídicího a provozního bloku 34 DTX jsou tak bity informace dopravního rámce, chybné/bez chyby informace BFI týkající se rámce a oznámení, zda rámec je rámec SID, obsahující parametry šumu. Jestliže dopravní rámec je rámec řeči bez chyb, použije se na vstupu dekodéru 3_1 řeči, který generuje na základě parametrů původní řeč. Jestliže dopravní rámec je klasifikován jako 4 * · špatný nebo se ztracenou řečí nebo na zá*líla*cfě ožna*céní BFI jako rámec SID, provede se nějaký postup náhrady špatného rámce řeči v bloku 32 např. použitím posledních dobrých hodnot parametrů, jak jsou zeslabeny do dekodéru řeči. Jestliže dopravní rámec je rámec SID bez chyb, použije se do funkčního bloku 33. RX šumu, který přizpůsobí dekodér 31 řeči tak, aby vytvořil šum, připomínající původní šum tak dlouho, jak jsou zase přijímány rámce řeči. Základní charakteristikou digitálních sítí je to, že nepropouštějí signály podobně jako běžná telefonní síť. Nepropouštějí správně signály DTMF, nechají samotný signál modemu V.29 používaný ve faxových přístrojích. V telefonní síti proniká signalizace DTMF, oproti volicím impulzům, do celého spojení všemi cestami k účastníkovi Ba to je důvod proč je zvláště užitečná k použití pro vzdálené řídicí přístroje, např. pro dotazování vzdálených dotazovacích telefonních přístrojů nebo pro přenos dat kódovaného hovoru. V signalizaci DTMF se používají dvě současné hovorové frekvence k označení specifické značky. Všechny číslice 0 - 9a značky * a # jsou ukázány jako kombinace dvou rozdílných frekvencí vybraných z frekvencí 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz, 1209 Hz, 1336 Hz a 1477 Hz. Bylo definováno 12 dovolených kombinací. Použitím frekvence 1633 Hz se obdrží také symboly písmen A, B, C a D. Počet dovolených kombinací frekvencí je tak 16.

Pro telefaxové přístroje je v systémech GSM specifikována speciální přizpůsobovací funkce, analogové signály přístroje jsou pomocí této funkce přizpůsobeny pro digitální rádiový kanál. Také byl definován přenos signálů DTMF z mobilní stanice do sítě, tj. ve spojení směrem vzhůru. Podle specifikace nejsou hovory DTMF generovány mobilní stanicí, ale mobilní ústřednou, přičemž hovorové signály nemusí být 5 použity přes kodér řeči. Při stlačení číslicových tlačítek mobilní stanice během spojení řeči přenáší mobilní stanice zprávu a mobilní ústředna generuje zprávu po obdržení odpovídajícího signálu DTMF.

Problém současných sítí je tak přenos signálů DTMF ve spojení směrem dolů. Toto není v současných mobilních sítích žádným způsobem specifikováno. Je pravda, že signály DTMF procházející od sítě k mobilní stanici dosáhnou mobilní stanici, ale ve zkomolené formě, protože musí projít na straně sítě přes kodér řeči a potom přes dekodér řeči v mobilní stanici. Vlivem zkomolení nesplňují podmínky dané detektory DTMF pevné sítě ke zjištění signálů DTMF. Přenos signálů ve spojení směrem nahoru také představuje problémy přesto, že byla výše zmíněna specifikace: když uživatel použ i je zařízení DTMF mobilní stanice, stanice přenáší jak zahajovací zprávu, tak ukončovací zprávu signálu DTMF, mobilní ústředna potvrzuje obě zprávy se zprávami potvrzení. Podle toho přenos čísla obsahujícího např. 10 znaků vyžaduje celkem 40 zpráv. To zatěžuje síť.

Problém je zdůrazněn zvláště v telefonních systémech, ve kterých je pevné spojení mezi ústřednou a účastnickými stanicemi v pevné telefonní síti nahrazeno rádiovým spojením. Řešení je vztaženo na telefonní systém realizující bezdrátové spojení účastníka, tj. jako v systému WLL (Wireless Local Loop System - systém bezdrátové místní smyčky). V systému WLL obsahuje bezdrátové pevné koncové zařízení rádiovou jednotku vybavenou anténou a telefonním adaptérem, který spojí standardní účastnickou stanici s koncovým vybavením. Účastnickou stanicí může být běžný telefonní přístroj, ke kterému je připojeno telefonní dotazovací zařízení. Uživatel používá účastnickou stanici stejným způsobem jako v běžné pevné síti i když spojení ·♦ ♦♦ ► · · « linky účastníka se skládá z rádiového spojení mezí koncovým vybavením a základní stanicí. Základní stanice je připojena na zvláštní prvek sítě účastníka, který je připojen na standardní telefonní ústřednu. Systém WLL může být konstruován použitím např. součástí digitálního systému GSM. Signalizace systému WLL je tak v souladu s uvažovaným systémem. V systému WLL by byl mimořádně žádoucí přenos signálů DTMF ze sítě přes rádiovou síť do účastnické stanice.

Jedno řešení navržené pro řešení uvedených problémů je vysvětleno v evropské patentové přihlášce 534 852. Podle ní je vysílací strana vybavena detektorem DTMF a kodérem DTMF v převodníku kódu základní stanice jako dodatek ke kodéru řeči. Minimální nastavení časového období detektoru pro zjištění signálu DTMF je krátké, jenom 5 ms. Když detektor zjistí signál DTMF přicházející ze sítě, předá řídicí signál do kodéru DTMF, přidruženého ke kodéru řeči a k vysílači. Kodér DTMF tak vytvoří rámec, který připomíná rámec SID a obsahuje informaci o zjištěném DTMF. Vysílač při řízení regulátorem vybere místo rámce řeči tento rámec DTMF, připomínající rámec SID.

Pole takového rámce DTMF jsou uvedena na obr. 4. První tři pole A, B a C odpovídají polím rámce SID na obr. 2, pole A, obsahující 95 bitů, tak obsahuje identifikátor rámce SID, pole B obsahuje informaci o kvalitě šumu pozadí a pole C o hladině šumu pozadí. Na rozdíl od obr. 2 obsahuje rámec DTMF podle evropské patentové přihlášky dodatečná pole D, E a F. Pole D obsahuje identifikátor rámce DTMF, který obsahuje 8 bitů, z nichž každý je jednoho stavu. Pole E obsahuje kód frekvenčního páru DTMF, který obsahuje 4 bity, čímž tam může být 16 frekvenčních párů. Čtyřbitové pole F ukazuje trvání hovorového DTMF jako násobku 5 ms. 7 • ·· ·· tf ·· ·· • · · ♦ ···· ···· • · · · · · «··· • ··· · · · · · ··· · · • · · · ♦ ··· ··· ·* ·· ···· ·· ··

Na přijímací straně je rámec DTMF identifikován pomocí identifikátoru rámce SID (pole A) a identifikátoru rámce DTMF (pole D) . 'Kódový' parametr ukázaný v poli E definuje o který pár frekvencí DTMF se jedná a parametr 'trvání' ukázaný v poli F ukazuje, která časová období rámce 20 ms, rozdělená na časová období (podrámce) 5 ms, obsahují signál DTMF. Na příjmu je generován signál DTMF podle kódu v poli E pro ta časová období 5 ms, která obsahuje signál DTMF podle trvání signálu DTMF. Pro jiná časová období rámce je generován šum pozadí definovaný parametry SID.

Nevýhodou tohoto známého řešení je to, že nejsou započteny chyby způsobené rádiovou cestou. Jestliže chybné rámce DTMF jsou na přijímací straně příležitostně přijaty, může se regenerace signálu DTMF provedená přijímačem stát problematickou, protože za sebou následující rámce nejsou žádným způsobem propojeny. Neexistuje způsob jak určitě poznat jak dlouho stejné signály DTMF byly přijímány nebo by měly být přijímány a zda již začal nový signál DTMF. Kód signálu DTMF může být stejný v po sobě následujících rámcích DTMF i když se to týká dvou oddělených signálů DTMF. Podle doporučení CEPT T/CS 46-02 jsou podmínky pro spolehlivé zjištění DTMF takové, že signál DTMF trvá víc než 40 ms a že jej předchází stav, který trvá více než 40 ms a neobsahuje žádný signál hovorové frekvence nebo který je stavem zjištění signálu rozdílné hovorové frekvence. Protože detektor v převodníku kódu vysílací strany používá alespoň 5 ms pro zjištění signálu DTMF, není tam žádný čas pro zjištění signálu, jestliže začne během posledního časového období 5 ms rámce. V důsledku toho se signál DTMF může objevit na konci rámce pro časové období menší než 5 ms, tento signál přichází přes řetěz kodéru-dekodéru řeči a je zkomolen. Bezprostředně potom se objeví signál čistě 8 »· ·· »· ·· I · · I · f ··· · • ψ • e « • « · hovorové frekvence generovaný na základě přijatých rámců DTMF. Jestliže není zachována přestávka delší než 40 ms mezi zkomoleným signálem DTMF a čistým signálem DTMF, může zjištění signálu DTMF na straně účastníka úplně selhat. V řešení podle dosavadního stavu vědomostí se v libovolném stupni také nekontroluje, zda signál přicházející ze sítě do vysílací strany trval více než 40 ms. V převodníku kódu vysílací strany je tak možné např. zjistit signál DTMF trvající méně než 20 ms a přenést jej dále rádiovou cestou všemi cestami k účastnické stanici. V účastnické stanici není hovor rozpoznán jako signál DTMF, čímž je řeč slyšitelná zkomoleně.

Podstata vynálezu Cílem tohoto vynálezu je taková metoda pro přenos signálů DTMF digitální rádiovou sítí, která nevykazuje žádné nevýhody přidružené k uspořádáním podle dosavadního stavu znalostí a která se hodí pro přenos signálů hovorové frekvence spolehlivě jak pro spojení směrem vzhůru, tak pro spojení směrem dolů.

Definovaného cíle se dosahuje metodou vysvětlenou v nároku 1.

Podle metody vynálezu se při zjištění stejného signálu DTMF na vysílací straně vytvoří za sebou následující rámce DTMF vztažené k tomuto signálu, tyto rámce jsou modifikovanými rámci SID a individuální informace spojení se ke každému rámci přidají v dodatku k informaci o frekvenčním páru řečeného signálu DTMF, tato individuální informace spojení ukazuje trvání signálu DTMF od prvního zjištění časového období prvního modifikovaného rámce SID k dotyčnému rámci včetně řečeného rámce. Individuální informace spojení, která je skupinou parametrů, tak propojuje za sebou následující 9 » · • · • · • · m· ♦ · « · · • ♦ ♦ *· · • · ·♦ ·* • · • * «··· « ♦♦ ·· * · • ♦ · • ··♦ • · ··» ♦ · rámce DTMF vztažené k stejnému signálu DTMF. Na přijímací straně je v přijatých rámcích DTMF v každém rámci bez chyb vypočítáno, jak dlouho byl signál DTMF přijímán nebo by měl být přijímán. Jen když individuální informace spojení přijatého rámce ukazuje, že trvání signálu DTMF je delší než prahová hodnota, např. 40 ms, je do účastnické stanice generován signál DTMF ukázaný informací frekvenčního páru přijatých rámců. Během časového období čekání je generován šum pozad í. Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji popsán pomocí preferovaného provedení vynálezu s odvoláním na doprovodné obrázky, ve kterých obr. 1 uvádí zpracování řeči na vysílací straně ve známém systému, obr. 2 uvádí známou formu rámce SID, obr. 3 uvádí zpracování řeči na přijímací straně ve známém systému, obr. 4 uvádí rámec SID přizpůsobený pro přenos informace DTMF, obr. 5 uvádí zpracování řeči na vysílací straně použitím uspořádání obvodu vynálezu, obr. 6 uvádí tabulku logické dedukce v bloku řízení a provozu DTX,

obr. 7 uvádí rámec SID pro přenos informace DTMF 10 # · přizpůsobený podle vynálezu, •I ···· ·· ·· obr. 8 uvádí spojení hodnot parametrů nastavené kodérem DTMF, obr. 9 uvádí zpracování řeči na přijímací straně použitím uspořádání obvodu vynálezu. Příklady provedení vynálezu

Podmínky zjištění DTMF jsou takové, že signál DTMF trvá více než 40 ms a že mu předchází buď stav trvající déle než 40 ms neobsahující hovorový frekvenční signál nebo stav zjištění rozdílného hovorového frekvenčního signálu. Na obr. 5, ve kterém jsou použity stejné vztahové značky jako na obr. 1, jsou-li použitelné, je přicházející hovorový signál monitorován regulátorem 51., který obsahuje detektor DTMF. Když detektor zjistí signál DTMF, identifikuje současně o jaký frekvenční pár se jedná. Regulátor 5J1 oznámí řídicímu a provoznímu bloku 4 DTX pomocí označení DTMF, že došel signál DTMF. V odezvě na označení nastaví blok 4 označení SP do takového stavu, že blok 5 kanálového kódování pozná, že přenesené dopravní rámce jsou přizpůsobené rámce SID obsahující informaci DTMF a tak blok 5 neprovede kanálové kódování stejným způsobem jako na čistém ráme i SID. Tento typ rámců bude níže vztažen k rámcům DTMF.

Na základě označení VAD a DTMF musí být řídicí a provozní blok 4 DTX schopen použít správné informační bity do kanálového kodéru 5. a nastavit označení SP, aby bylo takové, že jsou přeneseny rámce DTMF a ne rámce SID jako dopravní rámce během přestávky řeči. Blok 4 musí tak provést logickou dedukci podle tabulky na obr. 6. Např. hodnota 0 označení VAD ukazuje, že detektor 4 hovorové aktivity zjistil 11 ·· ·· • · · · · ··· ·· ·· ···· ·· přestávku a hodnota 1 označení ukazuje, že detektor 4 zjistil řeč. Hodnota 1 označení DTMF ukazuje, že byl zjištěn signál DTMF a odpovídajícím způsobem hodnota 0 ukazuje, že nebyl zjištěn zmíněný signál hovorové frekvence. Hodnota 0 označení SP ukazuje, že přenesený dopravní rámec je rámec SID. Taková uspořádání jsou realizována v bloku 4 tak, že nastavení označení způsobem uvedeným na obr. 6 vytvoří situaci, že rámce SID jsou přeneseny jen když není zjištěna řeč nebo signál DTMF a rámce DTMF jsou přeneseny bez ohledu na označení VAD vždy, když je zjištěn signál DTMF.

Když zjišťovací sekce regulátoru 51. zjistila signál DTMF, oznámí regulátor kodéru 52. DTMF frekvenční pár, který je oznámením znaku DTMF a trvání signálu DTMF. Jestliže signál skončí příliš brzy, např. za méně než 40 ms, dá regulátor 51 kodéru DTMF příkaz přenést rámec SID bez informace DTMF.

Oznámení zjištěného DTMF je přeneseno v rámcích připomínajících rámec SID, které jsou uvažovány jako rámce DTMF. Forma rámce DTMF je uvedena na obr. 7. Obsahy informací v polích A - E jsou v podstatě stejné jako v rámci podle dosavadního stavu znalostí, uvedeného na obr. 4. Dodatkem k identifikátoru obsaženému v poli A a parametrům šumu pozadí ukázaným v polích B a C v rámci SID, obsahuje rámec v poli D identifikátor rámce DTMF (13 bitů) a v poli E kód signálu DTMF (4 bity), jehož pomocí je rámec identifikován jako rámec DTMF a je rozpoznáno, o který signál DTMF se jedná.

Podle vynálezu se k rámci DTMF přidá individuální informace spojení, tato informace spojení ukazuje způsobem popsaným níže trvání signálu DTMF od prvního zjištění časového období prvního rámce DTMF do dotyčného rámce, včetně řečeného rámce. Individuální informace spojení, která je skupinou 12

···· • · φ Φ ρ φ Φ^ ^ # # · parametrů, tak propojuje za sebou následující rámce • ·

DTMF vztažené ke stejnému signálu DTMF. Pole F_, G a H jsou tak definována v rámci. Jsou v něm uspořádány parametry spojení: Parametr 'Pořadí' (3 bity) v poli F, parametr 'Začátek' (2 bity) v poli G a parametr 'Trvání' (2 bity) v poli H. Parametr 'Pořadí' určuje o který rámec vztažený k stejnému signálu DTMF se jedná. Parametr 'Začátek' určuje počáteční okamžik signálu DTMF, tj. kolik časových období 5 ms obsahuje první rámec příslušející ke stejnému signálu DTMF. Parametr 'Trvání' odpovídajícím způsobem určuje s přesností 5 ms jak dlouhý hovorový DTMF obsahuje dotyčný rámec. Všech 24 bitů vztažených k signálu DTMF, tj. bity polí D - H, je uspořádáno do bitů třídy Ia, které mají nejlepší ochranu proti chybám. Zbytek bitů rámce je nastaven na nulu.

Spojení je znázorněno na obr. 8, který uvádí hodnoty parametrů nastavené kodérem 5_2 DTMF v rámci DTMF, když detektor DTMF zjistí signál DTMF, který je na obrázku. Během prvního rámce detektor DTMF, jehož frekvence zjištění je 5 ms, zjistí ve třetím podrámci, že dochází signál DTMF. Trvání signálu je prodlouženo do třetího podrámce čtvrtého rámce. Podrámce obsahující signál DTMF jsou označeny šikmým šrafováním a podrámce obsahující řeč nebo šum pozadí nejsou šikmým šrafováním označeny. Každý rámec je vytvořen jako rámec DTMF a je postupně číslován parametrem 'Pořadí'. Parametr 'Začátek' poskytnutý v každém rámci je stejný, v tomto případě 2, a ukazuje, že první rámec obsahuje 2 podrámce obsahující signál DTMF, tj. trvání signálu v prvním rámci je 10 ms. Parametr 'Trvání' ukazuje počet podrámců DTMF v každém rámci DTMF. Ve druhém a třetím rámci je 'Trvání' = 4, signál DTMF tak přichází během celého rámce. Ve čtvrtém rámci je 'Trvání' = 3, tento rámec tak obsahuje 15 ms signálu DTMF. Součet hodnot 'Trvání' je 13, celkové trvání signálu DTMF je tak 13*5 ms = 65 ms (v originálu 13

nesprávně 75 ms). Tímto způsobem jsou DTMF vztažené ke stejnému signálu DTMF propojeny pomocí parametrů 'Pořadí', 'Začátek' a 'Trvání', obsažených v rámcích DTMF. Pomocí těchto parametrů je tak možné poznat v libovolném rámci bez chyb, jak dlouho by měl být přijímán signál DTMF i když byly náhodně přijaty chybné rámce DTMF. Délka přijatého signálu DTMF ve specifickém rámci je tak nepochybně: TDTMF = Začátek.5 ms + (Pořadí - 2).20 ms + Trvání.5 ms, jestliže Pořadí > 2 a TDTMF = Začátek.5 ms = Trvání.5 ms, jestliže Pořadí < 2.

Jestliže detektor 5_1 DTMF na obr. 5 oznámí na vysílací straně, že signál DTMF je přerušen dříve než trval víc než 40 ms, zastaví kodér 52. DTMF vytváření rámců DTMF a jejich přenos je zastaven. Dále detektor DTMF působí jen na takový nový signál DTMF, který začne jen když po přerušení signálu trvala déle než 40 ms přestávka, neobsahující DTMF. Vlivem tohoto postupu nejsou obsahy rámců DTMF na přijímací straně nejasné. Jakmile je přijat alespoň jeden rámec DTMF bez chyb, je známo, že všechny za sebou následující rámce mohou být bez chyb nebo ne, obsahují signál DTMF tak dlouho, pokud již nebyl přijat po více než 40 ms.

Obr. 9 uvádí uspořádání zpracování řeči na přijímací straně. Sekce 91. pro zjištění rámce DTMF musí být začleněna do bloku zpracování přijatých rámců. Jestliže sekce 36 pro zjištění rámce SID oznámila, na základě identifikačního slova rámce SID, že došlý rámec je rámec SID, sekce 9JL pro zjištění rámce DTMF zkouší zda rámec také obsahuje identifikátor DTMF, blok D v obr. 7. Dva bity mohou být umístěny pro 14 ukázání označení. Jestliže označení DTMF je 0, potom nebyl rámec DTMF přijat, zpracování řeči tak pokračuje podle dřívějších znalostí, t j . kodér 3_1 řeči generuje šum pozadí podle parametrů šumu v rámci SID došlého do funkčního bloku 33 RX šumu. Jestliže označení DTMF je 1 nebo 2, byl rámec DTMF přijat. Tak řídicí a provozní blok 34 DTX přenese rámec DTMF a 2 řídicí bity DTMF do regulátoru 92. Regulátor počítá z parametrů rámce jak dlouho byl přijímán stejný signál DTMF a řídí multiplexor 93, působící podle toho jako přepínač.

Regulátor nejdříve čeká 40 ms před přepnutím hovoru DTMF generovaného dekodérem .94 DTMF na výstup. Čas dohledu zaručuje to, že se získá přestávka delší než 40 ms mezi zkomoleným a čistým signálem DTMF, což je podle doporučení CEPT podmínka spolehlivého zjištění signálu DTMF. Když se čeká na přijetí specifického signálu DTMF po více než 40 ms před začátkem jeho generování do výstupu a do vedení, zaručuje to současně, že signály, jejichž trvání je kratší než 40 ms, nedosáhnou účastnickou stanici. Během období čekání regulátor přizpůsobí multiplexor 93 MUX, aby multiplexoval signál šumu vytvořený dekodérem 3_1 řeči jako výstup. Dekodér řeči přijal příkaz od regulátoru 92., aby generoval šum pomocí parametrů příjemného šumu.

Je zde ještě odvolání na obr. 5 uvádějící vysílací stranu. Parametry příjemného šumu obsažené v rámcích DTMF musely být generovány v nějakém dřívějším bodě. Dříve přijatelné parametry příjemného šumu musí být uloženy v paměti, např. v kodéru 52. DTMF. Jestliže se to neudělá, může se stát, že parametry příjemného šumu jsou generovány během signálu DTMF, což je ovšem nežádoucí, protože by zněl nepříjemně na přijímací straně. Takový postup může být také sledován tak, že parametry příjemného šumu nejsou generovány během signálu DTMF, protože detektor 4 VAD neinterpretuje signál DTMF jako

ticho. Také v tomto případě dříve použitelné parametry příjemného šumu musí být uloženy na nějakém místě paměti.

Podle pref erováného proveden í je možné sledovat takový postup tak, že trvá-li signál DTMF na vysílací straně déle než 40 ms, může být poslední rámec DTMF zase přenesen ještě dvakrát po skončení signálu, pokud další dvě časová období 20 ms neobsahují nový signál DTMF. Toto nezpůsobuje žádnou dodatečnou ztrátu informace řeči, protože alespoň dva rámce řeči/šumu jsou na přijímací straně ztraceny v každém případě po skončení generování signálu DTMF, když se odstraní zpoždění vyrovnávací paměti.

Když byl na přijímací straně přijat stejný signál DTMF po déle než 40 ms, je nutné zkontrolovat rámce DTMF potom přijaté, aby se zjistilo, zda přísluší stejnému signálu DTMF nebo signálu následujícímu. Kontrola může být provedena pomocí parametrů vynálezu 'Pořadí' a 'Začátek'. Jestliže se ještě jedná o stejný signál DTMF, musí parametr 'Začátek' mít stejnou hodnotu jako v předchozím přijatém rámci a parametr 'Pořadí' musí být větší než nebo stejný jako v předchozím přijatém rámci. Podmínka rovnosti je možná, jestliže poslední rámec DTMF byl znovu přenesen ještě dvakrát na vysílací straně po skončení signálu DTMF.

Popsaný vynález je vhodný k použití při přenosu signálů DTMF rádiovou cestou v obou směrech v digitální mobilní telefonní síti a zvláště v bezdrátovém systému spojení účastníků WLL použitím charakteristiky takové sítě. Výše uvedený popis a k němu příslušné obrázky jsou zamýšleny jen k ilustraci tohoto vynálezu. Různé obměny a modifikace vynálezu budou pro odborníka znalého oboru zřejmé bez odchýlení se od rozsahu a ducha vynálezu vysvětleného v připojených nárocích. 16

Claims (11)

1. TV 32Z£ ·7 • · · ·· ·· > · · · • · · • · · · · • · · • · · · PATENTOVÉ NÁROKY 1. Metoda pro přenos signálů DTMF rádiovou cestou v digitálním mobilním telefonním systému, v němž jsou na vysílací straně provedeny následující kroky: vytvoření z přicházejícího signálu rámců řeči, obsahujících parametry řeči během aktivní řeči a rámců příjemného šumu, obsahujících parametry šumu pozadí během přestávek, zjištění, během zjišťovaných přestávek, signálu DTMF obsaženého možná v přicházejícím signálu a vytvoření modifikovaných rámců příjemného šumu, z nichž každý obsahuje jak identifikátor DTMF, tak informaci o frekvenčním páru DTMF v dodatku k informaci o příjemném šumu vyznaču j í c í setím, že přidá individuální informaci spojení ke každému následujícímu modifikovanému rámci příjemného šumu vztaženého ke stejnému signálu DTMF, řečená individuální informace spojení ukazuje trvání signálu DTMF od prvního zjištění časového období prvního modifikovaného rámce příjemného šumu do dotyčného rámce včetně řečeného rámce, přenese vytvořené modifikované rámce příjemného šumu jako kódovaný kanál do rádiové cesty. t ím, a že
2. 2. Metoda podle nároku 1 vyznačující se že individuální informace spojení je skupinou parametrů každý parametr spojení je umístěn v jednoúčelovém poli v modifikovaném rámci příjemného šumu.
3. 3. Metoda podle nároku 2 vyznačující s e tím, 17 • · · ·

   že první spojovací parametr 'Pořadí' ukazuje kterého z rámců postupně modifikovaných rámců příjemného šumu se týká rámec vztažený ke stejnému signálu DTMF. 2 vyznačující parametr 'Trvání' ukazuje období obsahuje dotyčný rámec.
4. 4. Metoda podle nároku 2 vy že druhý spojovací parametr zjišťovaných časových období rámec příjemného šumu vztažený 5. Metoda podle nároku že třetí spojovací zjišťovaných časových značující se tím, 'Začátek' ukazuje jak mnoho obsahuje první modifikovaný ke stejnému signálu DTMF. s e tím, jak mnoho
5. 6. Metoda podle nároku 1 vyznačující se tím, že, je-li trvání zjištěného signálu DTMF kratší než první nastavené časové období - s výhodou 40 ms - je přerušeno vytváření modifikovaných rámců příjemného šumu a jejich přenos do rádiové cesty.
6. 7. Metoda podle nároku 1 vyznačující se tím, že modifikované rámce příjemného šumu vztažené k novému rámci DTMF jsou vytvořeny a přeneseny do rádiové cesty jen když uplynulo druhé nastavené vztažené časové období - s výhodou 40 ms - od ukončení předchozího signálu DTMF.
7. 8. Metoda pro přenos signálů DTMF rádiovou cestou v digitálním mobilním telefonním systému, v němž jsou na přijímací straně provedeny následující kroky: kontrola zda přijatý rámec příjemného šumu obsahuje identifikátor DTMF a klasifikace rámce příjemného šumu, obsahujícího řečený identifikátor, jako modifikovaného rámce příjemného šumu, 18 • · • · zjištění informace o frekvenčním páru DTMF v modifikovaném rámci příjemného šumu a generování signálu hovorové frekvence DTMF odpovídající řečené informaci o frekvenčním páru vyznačující se analyzováním v každém přijatém modifikovaném rámci příjemného šumu individuální informace spojení obsažené v rámci, řečená individuální informace spojení ukazuje trvání přeneseného signálu DTMF od prvního přijatého modifikovaného rámce příjemného šumu do dotyčného rámce včetně řečeného rámce, generováním signálu hovorové frekvence DTMF jen když analyzovaná individuální informace spojení ukazuje, že řečené trvání překročí danou prahovou hodnotu, s výhodou 40 ms.
8. 9. Metoda podle nároku 8 vyznačující se tím, že v individuální informaci spojení je skupina parametrů spojení, ve kterých každý parametr spojení je umístěn v jednoúčelovém poli modifikovaného rámce příjemného šumu.
9. 10. Metoda podle nároku 9 vyznačující se tím, že v každém přijatém modifikovaném přijatém rámci: první parametr spojení 'Pořadí' ukazuje kterého rámce, z přijatých následujících modifikovaných rámců příjemného šumu vztažených ke stejnému signálu DTMF, se týká, druhý parametr spojení 'Začátek' ukazuje kolik zjišťovaných časových období obsahuje první modifikovaný rámec příjemného šumu, vztažený ke stejnému signálu DTMF, třetí parametr spojení 'Trvání' ukazuje kolik zjišťovaných 19 • · c$sových období obsahuje dotyčný rámec. 1 . Metoda podle nároku 10 vyznačující se tím, délka TDTMF přijatého signálu DTMF v modifikovaném rámci ^říjemného šumu je následující: TDTMF = Začátek.5 ms + (Pořadí - 2).20 ms + Trvání.5 ms, jestliže Pořadí > 2 a TDTMF = Začátek.5 ms = Trvání.5 ms, jestliže Pořadí < 2, Přičemž 5 ms je zjišťované časové období detektoru DTMF na vysílací straně a 20 ms je trvání modifikovaného rámce Příjemného šumu.
10. 12. Metoda podle nároku 8 vyznačující se tím, že když analyzovaná informace spojení ukazuje, že řečené trvání je kratší než nastavená prahová hodnota, je generován šum pozadí.
11. 13. Metoda podle nároku 8 vyznačující se tím, že když analyzovaná individuální informace spojení z přijatého modifikovaného rámce ukazuje, že řečené trvání překračuje nastavenou prahovou hodnotu, je signál DTMF generován bez ohledu na případně náhodně přijaté chybné modifikované rámce. 20