ES2335740T3 - Adaptacion de velocidad entre dos redes de transmision. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento puesto en práctica en un teléfono de radiotelefonía DECT (2) para conectar una red de transmisión digital DECT (4) de salida, en una red digital de telefonía móvil (30) de entrada, siendo las dos redes a dos ritmos de muestreo diferentes de datos numéricos de fonía y para transmitir los datos de fonía de la citada red de salida (4) a la otra red de entrada (30), en el cual - se toman los valores (Ei, Ei+1) y los instantes (ti, ti+1) de las muestras de fonía de la red de salida (4), en memorias de tampón (13, 14) del citado teléfono móvil, - se toman los instantes (tj, tj+1) de las muestras que se van a transmitir sobre la red de entrada (30), siendo estos instantes memorizados en una memoria de tampón fechadora (24) del citado teléfono, - para cada instante (tj, tj+1) de una muestra que se va a transmitir de la red de entrada (30), se toman en un bloque de cálculo (20) del citado teléfono, los dos valores de las dos muestras (Ei, Ei+1) de la red de salida (4) de uno y otro lado, - se determina el valor de la muestra que se va a transmitir (Ej) mediante interpolación de los dos valores de las muestras de salida (Ei, Ei+1), estando la determinación del valor de la muestra que se va a transmitir (Ej) sincronizada en los instantes tomados de las muestras de salida (Ei, Ei+1), y - se transmiten las muestras (Ej) sobre la red de entrada (30), a través de un registro de tampón (25) y de un emisor de radio (26) de la red de entrada (30) del citado teléfono.
Description
Adaptación de velocidad entre dos redes de
transmisión.
El desarrollo de las redes digitales de
transmisión de voz y de datos implica que sean compatibles para que
los usuarios de estas diversas redes puedan comunicarse entre sí
independientemente de su red de conexión.
Así, las redes digitales de radiotelefonía móvil
o incluso las redes de radio de telefonía demótica son compatibles
cada una con la red telefónica conmutada (RTC), y en particular sus
velocidades digitales cumplen una misma norma que fija un estrecho
intervalo de variación alrededor de un valor de referencia.
Sin embargo, si se intenta establecer una
conexión entre dos redes a través de un equipo telefónico de
abonado, las dos redes no van a ser en general estrictamente
síncronas. Por ello, la red de velocidad más baja no proporcionará
suficientes bits a la otra red, lo que producirá un fallo
perceptible en la recepción. En sentido inverso, se perderán
bits.
bits.
Una solución conocida para resolver el problema
anterior de asincronismo de las redes digitales consiste en
conectarlas mediante circuitos analógicos. Un descodificador de
salida de una de las redes transforma las señales digitales en
señales analógicas y las proporciona a un codificador en la entrada
de la otra red, que redigitaliza las señales. Tal solución es muy
pesada y degrada la calidad de las señales.
La presente invención se dirige a proponer una
solución mejor.
El documento
EP-A-0 748 136 enseña un
procedimiento para conectar dos redes de transmisión, con dos ritmos
de muestreo diferentes, de datos digitales de voz y transmitir los
datos de fonía de una red de salida a la otra red de entrada.
El documento
US-A-5 818 888 enseña a utilizar la
interpolación lineal en un procedimiento análogo.
La solicitante ha buscado también mejorar la
precisión de adaptación de velocidades en el caso de dos redes
plesiocronas, es decir de frecuencias no muy diferentes.
Así, la invención se refiere en primer lugar a
un procedimiento de conexión de transmisión a dos ritmos de
muestreo diferentes, de datos digitales de acuerdo con la
reivindicación 1.
Las señales de fonía conservan así, a lo largo
de su transmisión, una forma digital y siguen siendo por
consiguiente insensibles a los parásitos. Además, los tratamientos
digitales que sufren pueden ser efectuados en circuitos de cálculo
comunes a otras funciones, circuitos que no es por consiguiente
necesario añadir para realizar los tratamientos anteriores.
La invención se refiere también a un teléfono de
radiotelefonía DECT para conectar una red de telefonía móvil con
una red local de telefonía de acuerdo con la reivindicación 3.
La invención se comprenderá mejor con la ayuda
de la descripción siguiente de un modo de realización del
procedimiento de la invención, en referencia al dibujo adjunto, en
el cual:
- la figura 1 representa una red telefónica,
local y por radio en este ejemplo, conectada con otra red
telefónica, aquí de radiotelefonía móvil y que pone en práctica el
procedimiento de la invención,
- la figura 2 es un esquema de bloques de un
dispositivo electrónico de un combinado telefónico de la red de
radio local, para la puesta en práctica del procedimiento de la
invención, y
- la figura 3 ilustra la interpolación de
muestras de señales de fonía en el teléfono móvil.
En la figura 1, la red telefónica local 4 es una
red de radio de estándar DECT, que comprende una base 1 conectada
por radio a una pluralidad de teléfonos móviles 2, 3. Una línea 9
conecta la base 1 a la red telefónica conmutada. El teléfono móvil
2 está además conectado por radio con una red de telefonía móvil 30,
aquí la red de GSM, de la cual se representa un teléfono móvil
distante 31. La base 1 puede, a través del teléfono móvil 2, que
puede existir en varios ejemplares, establecer (o recibir) una
comunicación telefónica con el terminal GSM 31 a través de las vías
de radio de la red local 4 y de la red GSM 30. Esta comunicación
puede referirse a palabras o a cualesquiera otras señales fónicas,
tales como señales de modulación de un modem.
Se recordará que el estándar DECT prevé una
trama de 24 vías temporales para transmisiones digitales. Las
señales fónicas de los micrófonos de los teléfonos móviles 2, 3 son
digitalizadas en éstos, a una frecuencia nominal de muestreo de 8
kHz proporcionada por la base 1 y las muestras, de un octeto cada
una, son almacenadas provisionalmente y transmitidas en ráfagas
cuando la vía temporal que afecta al teléfono móvil 2, 3 corresponde
al instante
actual.
actual.
Por lo que se refiere a la red GSM 30, las
señales analógicas de los terminales como 31 y 2 son igualmente
muestreadas en éstos a una frecuencia nominal de 8 kHz mediante la
activación en frecuencia de la red GSM 30, para ser a continuación
comprimidas y emitidas en paquetes en ésta.
En una y otra redes, local 4 y GSM 30, en
recepción terminal, circuitos de memoria de tampón almacenan las
ráfagas o paquetes de octetos recibidos y alimentan de octetos, a 8
kHz, un descodificador que activa un altavoz.
En el caso presente, el teléfono móvil 2 no está
en posición terminal sino que es un elemento intermedio entre la
red local 4 y la red GSM 30, que no están sincronizadas entre sí.
Sus frecuencias de muestreo no son estrictamente iguales y deslizan
una con respecto a otra. Por ello, una muestra emitida por una red
4, 30 hacia la otra 30, 4 corre el riesgo de no disponer en esta
última de ningún emplazamiento, físico o temporal, de recepción de
la muestra, si la red receptora es la más lenta. Si es la más
rápida, son dos muestras las que a veces se requieren.
La figura 2 representa los circuitos del
dispositivo del teléfono móvil 2 de bi-estándar
DECT-GSM que permiten conectar las dos redes, local
4 y móvil 30, sin pérdida de doblamiento de muestras.
Un circuito de radio 11, receptor de señales
fónicas, de palabra u otras, emitidas desde la base 1 en una vía
temporal DECT, controla, a partir de las señales de bits recibidas
en las vías temporales, la fase de un circuito oscilador 12 que
activa la memorización de los bits, emitidos desde el receptor 11,
en un registro de tampón 13. En el circuito de radio 11, circuitos
clásicos, no representados, comprenden un contador, de 24 estados,
de vías temporales que activan una entrada paralela de un comparador
de selección de vía temporal que recibe, en su otra entrada, un
número de vía temporal que afecta al terminal 2. El comparador
proporciona al circuito oscilador 12 una señal que controla la
salida y precisamente la inhibe fuera del periodo de la vía
temporal considerada, para no validar la activación de memorización
emitida desde el circuito VCO 12 más que durante la duración de la
vía temporal reservada en el teléfono móvil 2. Esta misma orden
produce también la memorización, en un registro de tampón fechador
14, a partir del estado de las salidas de los circuitos de reloj
10, que comprende un oscilador 101 que activa contadores divisores
de frecuencia 102 proporcionando un valor que representa el
instante actual.
Las salidas de los registros de tampón 13 y 14
están conectadas a un bloque de cálculo común 20 que activa un
emisor de radio 16 desde la red DECT 4 a través de un registro de
tampón 15 activado, de manera no representada, mediante una señal
de reloj proporcionada por el circuito VCO 12. Los circuitos 11, 13,
15 y 16 permiten el intercambio de muestras o palabras de código
entre la red local 4 y los otros circuitos de la figura 2.
Junto con la red GSM 30, el teléfono 2 comprende
un conjunto de circuitos homólogos del conjunto de circuitos
11-16, y que llevan cada uno la misma referencia que
su circuito homólogo pero con la decena 2. No se repartirá por
consiguiente la descripción anterior. Asimismo, los circuitos GSM
clásicos de puesta en paquetes y de recepción y de extracción de
datos de los paquetes recibidos, para la transmisión por radio, son
bien conocidos y por consiguiente no se describen aquí. Los dos
conjuntos 11-16, 21-26 y el bloque
de cálculo común 20 permiten un intercambio
bi-direccional de señales digitales entre las dos
redes 4, 30. Para una transmisión simplemente
uni-direccional, desde la red local DECT 4 hacia la
red GSM 30, el registro de tampón 23 de memorización de las
muestras de palabra procedentes de la red GSM 30 sería inútil.
El procedimiento de transmisión de las muestras
desde la red local DECT 4, de salida, hacia la red GSM 30, de
entrada, es el siguiente.
Para conectar las dos redes de transmisión 4,
30, a dos ritmos de muestreo diferentes, de datos digitales de
fonía y transmitir los datos de voz desde la red de salida DECT 4 a
la otra red de entrada 30 (fig. 2),
- se toman los valores Ei, Ei+1 y los instantes
ti, ti+1 de las muestras de fonía de la red de salida DECT 4, esto
respectivamente en las memorias de tampón 13 y 14,
- se toman los instantes tj, tj+1 de las
muestras que se van a transmitir en la red de entrada GSM 30, siendo
estos instantes tj, tj+1 memorizados en la memoria de tampón
fechadora 24,
- para cada instante tj, tj+1 de una muestra que
se va a transmitir de la red de entrada GSM 30, se toman, en el
bloque de cálculo 20, los dos valores Ei, Ei+1 de las dos muestras
de la red de salida DECT 4 de uno y otro lado,
- se determina el valor Ej de la muestra que se
va a transmitir mediante interpolación de los dos valores de las
muestras de salida Ei, Ei+1, y
- se transmiten las muestras Ej sobre la red de
entrada GSM 30, a través del registro de tampón 25 y del emisor de
radio 26.
Como muestra la figura 3, tres valores de
muestras Ei, Ei+1, Ei+2 que son tomados sucesivamente corresponden
a la amplitud de una señal de fonía, aquí de voz, que ha sido
muestreada a 8 kHz en un teléfono 3 y digitalizada y a continuación
emitida hacia el teléfono móvil 2 a través de la base 1. Los
instantes de llegada de cada bit de señal de voz en este último son
determinados con precisión por los circuitos de reloj 10 cuyo
oscilador funciona a una decena de MHz, por consiguiente a varios
órdenes de magnitud por encima de la frecuencia de muestreo de 8
kHz.
En este ejemplo, las dos redes DECT 4 y GSM 30
funcionan cada una a tiempo compartido, como se indica, con tramas
en las cuales los teléfonos móviles 2 y 3 no disponen más que de un
intervalo de tiempo para transmitir las muestras. Por ello, si la
velocidad media de transmisión de los octetos de muestras es de 8
kHz (a una compresión cercana a las señales transmitidas), la
velocidad instantánea es netamente más elevada y sensiblemente
igual a la velocidad media multiplicada por el inverso del factor de
forma (tiempo de una vía temporal/duración de trama). Este factor
de forma es de 24 en la red DECT 4 y, por el hecho de que cada
muestra está codificada a 8 bits, la velocidad de transmisión de
bits es del orden de magnitud de 200 veces 8 kHz, por consiguiente
aproximadamente 1,6 Mb/s.
Se concibe que, si se integrasen, con los
circuitos de radio 11, 16, 21 y 26, los circuitos clásicos de
adaptación de velocidad, para transformar los paquetes o ráfagas de
alta velocidad recibidos en un flujo continuo de octetos a 8 kHz,
de 64 kb/s (e inversamente en emisión), los circuitos de reloj 10
podrían estar previstos a frecuencia más baja, por ejemplo 1
MHz.
Los circuitos de reloj 10 tienen por
consiguiente una frecuencia muy superior a la de la frecuencia de
transmisión de los bits y pueden así determinar con precisión la
fase relativa entre las señales de las dos redes 4, 30, fase que
desliza permanentemente. Como cada red 4, 30 controla en frecuencia
de fase, en emisión y recepción, sus terminales 2, 3 y 2, 31, la
detección precisa de la fase de las muestras Ej recibidas de la red
GSM 30 (o de cualquier otra señal que comprende esta información de
fase) en el teléfono móvil 2 proporciona la sincronización de fase
deseada para la emisión, en el instante deseado de muestras en la
red GSM 30. Puede por otra parte estar previsto sincronizar los
circuitos de reloj 10 sobre una de las redes 4, 30, que tendrá por
consiguiente una fase relativa fija respecto a los circuitos de
reloj 10, y sólo la otra red tendrá una fase relativa variable.
El registro 13 y el registro fechador 14
contienen una sucesión de muestras Ei, Ei+1, Ei+2 y una sucesión
correspondiente a sus instantes, asociados de recepción ti, ti+1,
ti+2. El registro fechador 24 contiene la sucesión de los valores
tj, tj+1, tj+2 de los instantes en los cuales la red de entrada GSM
30 debe recibir muestras.
El bloque de cálculo 20 calcula mediante
interpolación, para el instante tj, un valor de muestra intermedio
Ej a partir de los dos valores de muestras Ei y Ei+1 de los
instantes ti y ti+1 que están temporalmente situados de uno y otro
lado, de acuerdo con la fórmula:
siendo el denominador sensiblemente
fijo y deseándose un periodo de 8 kHz de muestreo, por ejemplo, 125
\mus.
\vskip1.000000\baselineskip
Igualmente, para el instante tj+1:
Y para el instante tj+2:
La figura 3 ilustra el caso para el cual la red
GSM 30, y la red local 4 son plesiocronas, es decir de frecuencias
que no son muy diferentes, por ejemplo de 1% como máximo. Este valor
ha sido voluntariamente exagerado en la figura 3. La red GSM 30
tiene aquí una frecuencia de muestreo de 8030 Hz, superior, por
ejemplo a 50 Hz, a la de la red DECT (7980 Hz), si bien que aquí
los dos instantes tj+1 y tj+2 se encuentran enmarcados por los
mismos dos instantes ti+1 y ti+2. Gracias al procedimiento anterior,
esto no induce ningún fallo en cuanto a proporcionar el número
exacto de muestras necesarias en la red de entrada GSM 30.
Los cálculos anteriores, para los instantes tj y
siguientes, son evidentemente efectuados tras el instante ti+1 1
que sigue al instante tj. Por ello, el bloque de cálculo 20 debe a
veces esperar, a partir del instante tj de la muestra intermedia
Ej, prácticamente un periodo de 125 \mus para disponer del
instante siguiente en la otra sucesión (cf.ti+1 que precede a
ti+2). La figura 3 muestra además que, como tj+2 precede también a
ti+2 en el caso particular representado, no se puede emitir la
muestra intermedia Ej+1 en el instante tj+2 puesto que esta muestra
Ej+2 no ha podido todavía ser calculado. Teniendo en cuenta además
el tiempo de cálculo de interpolación, el tiempo de atravesar el
teléfono móvil 2 es de dos periodos, por ejemplo 250 \mus, es
decir que la muestra Ej es emitida (26) en el instante tj+2. El
bloque de cálculo 20 se sincroniza, para determinar el valor de las
muestras intermedias Ej que se van a transmitir, en los instantes
tomados tj de éstos, y proporciona la muestra Ej al registro 25
entre el instante tj+1 y tj+2, siendo esta muestra Ej leída y
emitida por el emisor 26 en el instante tj+2.
Con el fin de mejorar el resultado de
interpolación, lineal anterior, se ha previsto tener en cuenta otras
muestras de salida precedentes Ei-1,
Ei-2 para calcular la muestra intermedia de entrada
Ej, es decir efectuar un filtrado digital para tener en cuenta la
derivada segunda de la función continua (señal fónica analógica de
origen) representada por los valores discretos Ei y así determinar
un valor de interpolación más representativo de esta señal,
teniendo en cuenta su curvatura.
Claims (6)
1. Procedimiento puesto en práctica en un
teléfono de radiotelefonía DECT (2) para conectar una red de
transmisión digital DECT (4) de salida, en una red digital de
telefonía móvil (30) de entrada, siendo las dos redes a dos ritmos
de muestreo diferentes de datos numéricos de fonía y para transmitir
los datos de fonía de la citada red de salida (4) a la otra red de
entrada (30),
en el cual
- se toman los valores (Ei, Ei+1) y los
instantes (ti, ti+1) de las muestras de fonía de la red de salida
(4), en memorias de tampón (13, 14) del citado teléfono móvil,
- se toman los instantes (tj, tj+1) de las
muestras que se van a transmitir sobre la red de entrada (30),
siendo estos instantes memorizados en una memoria de tampón
fechadora (24) del citado teléfono,
- para cada instante (tj, tj+1) de una muestra
que se va a transmitir de la red de entrada (30), se toman en un
bloque de cálculo (20) del citado teléfono, los dos valores de las
dos muestras (Ei, Ei+1) de la red de salida (4) de uno y otro
lado,
- se determina el valor de la muestra que se va
a transmitir (Ej) mediante interpolación de los dos valores de las
muestras de salida (Ei, Ei+1), estando la determinación del valor de
la muestra que se va a transmitir (Ej) sincronizada en los
instantes tomados de las muestras de salida (Ei, Ei+1), y
- se transmiten las muestras (Ej) sobre la red
de entrada (30), a través de un registro de tampón (25) y de un
emisor de radio (26) de la red de entrada (30) del citado
teléfono.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el cual se tienen en cuenta para la
interpolación varias muestras anteriores (Ei-2,
Ei-1) de la red de salida (4).
3. Teléfono de radiotelefonía DECT (2) para
conectar una red de transmisión digital DECT (4) a una red digital
de telefonía móvil (30), que comprende medios de radio (21, 26), de
conexión con la red de telefonía móvil (30) y medios (11, 16) de
conexión con una base (1) de la red DECT (4) y un dispositivo de
adaptación de velocidad entre las dos redes (4, 30) a dos ritmos de
muestreo diferentes que transmiten palabras de código que
representan amplitudes de señales analógicas, para conectar los
medios (21, 26, 11, 16) de conexión con la red de telefonía móvil y
la base, que comprende
- medios (11, 15-16, 21,
25-26) de intercambio de palabras de código con las
dos redes (4, 30), asociadas a medios (13, 23) de memorización de
las palabras de código,
- medios de reloj (10, 12, 14, 22, 24)
dispuestos para tomar los instantes de recepción de las palabras de
código y de memorizar (14; 24) dos sucesiones de valores de reloj
(ti, ti+1, tj), refiriéndose la primera sucesión (ti, ti+1) a las
palabras de código de la primera red (4, 30) y refiriéndose la
segunda sucesión (tj) a las palabras de código de la segunda red
(30, 4) y
- medios de cálculo numérico (20) dispuestos
para leer los valores de reloj (ti, ti+1, ti), para determinar la
posición temporal relativa a cada valor de reloj (tj) de la citada
segunda sucesión con relación a otros dos valores de reloj (ti,
ti+1) de la citada primera sucesión situados temporalmente de una y
otra parte del citado valor de reloj (tj) de la citada segunda
sucesión, para, a partir de la citada posición, calcular una
palabra de código intermedia (Ej) correspondiente al citado valor de
reloj (tj) de la citada segunda sucesión por interpolación de las
dos palabras de código de la primera red (4, 30) correspondientes a
los citados valores de reloj (ti, ti+1) de la citada primera
sucesión y para transmitir la citada palabra de código intermedia
(Ej) a la segunda red (30, 4) a través de los medios de intercambio
(25, 26).
4. Teléfono móvil de acuerdo con la
reivindicación 3, en el cual los medios fechadores (10, 12, 14, 22,
24) comprenden un circuito (12, 22) de activación de memorización
del estado de un circuito de reloj (10).
5. Teléfono móvil de acuerdo con la
reivindicación 4, en el cual el circuito (12, 22) de activación de
memorización comprende un oscilador controlado en fase por los
medios de intercambio (11, 21).
6. Teléfono móvil de acuerdo con la
reivindicación 3, en el cual los medios de conexión con la base (1)
son medios de radio (11, 16).
Applications Claiming Priority (2)
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