SE467856B - Transcoder foer ett mobilradiosystem - Google Patents

Description

467 856 2 10 15 20 25 FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen, ytterligare syften samt med uppfinningen uppnådda fördelar förstås bäst genom hänvisning till nedanstående beskriv- ning och de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. 1 visar förenklat uppbyggnaden av ett känt landsystem för ett mobilradiosystem; Fig. 2 visar uppbyggnaden av ett förbättrat landsystem för ett mobilradiosystem; Fig. 3 visar uppbyggnaden av en transcoder konstruerad i enlig- het med föreliggande uppfinning; Fig. 4 visar formatet för en tidsdelad pulskodmodulerad signal; Fig. 5 visar formatet för den komprimerade pulskodmodulerade signalen: och Fig. 6 visar en föredragen utföringsform av ett transcoderblock i landsystemet enligt Figur 2.

FÖREDRAGEN uwrönincsronu I figurerna används genomgående samma.hänvisningsbeteckningar för motsvarande element.

Det i fig. 1 visade konventionella landsystemet för ett mobil- radiosystem innefattar en mobiltelefonväxel MSC, till vilken två basstationer BSl och BS2 är anslutna. Mobiltelefonväxelns MSC andra sida är via en växel SW ansluten till det almänna tele- fonnätet. Varje basstation är tilldelad ett antal radiofrekven- ser, vilka genom tidsdelning i sin tur är uppdelade i ett antal trafikkanaler. Innan information sänds via en trafikkanal kodas eller komprimeras den i en transcoder TRAl-TRA8 i enligthet med exempelvis den procedur som beskrivs i GSM-rekomendation 06.10.

Via trafikkanalen mottagen information avkodas eller expanderas 10 15 20 25 30 467 856 3 i samma transcoder. I det konventionella landsystemet är varje trafikkanal tilldelad en egen transcoder för'denna kodning/avkod- ning. En sådan lösning är emellertid. kostsam eftersom alla trafikkanalerna i alla basstationer sällan är upptagna samtidigt och dyr transcoderutrustning därför ofta står outnyttjad.

Figur 2 visar uppbyggnaden av ett förbättrat landsystem för ett mobilradiosystem. De transcodrar som tidigare befann sig i basstationerna BSI och BS2 har flyttats till ett transcoderblock TRABL i mobiltelefonväxeln MSC och en växel SWTRA har placerats mellan basstationerna BS1, BS2 och transcoderblocket TRABL.

Transcoderblockets TRABL andra sida är ansluten till växeln SW, som motsvarar växeln SW i fig. 1 och sålunda är ansluten till det allmänna telefonnätet.

Denna konstruktion har flera fördelar. En fördel är att över- föringshastigheten mellan basstationerna BS1, BS2 och mobiltele- fonväxeln MSC reducerats genom att informationen fortfarande är komprimerad under denna sträcka. En annan fördel är att den tidi- gare nödvändiga tilldelningen av en transcoder till varje trafik- kanal eliminerats. Istället utgör transcoderblocket TRABL nu en gemensam resurs som delas av alla trafikkanalerna._En viss tra- fikkanal kan därför vid en tidpunkt via växeln SWTRA associeras med en transcoder i transcoderblocket TRABL medan den vid en annan tidpunkt associeras med en annan transcoder i blocket.

En betydelsefull fördel med den föreslagna konstruktionen är att antalet transcodrar i blocket TRABL kan reduceras till det för- väntade behovet. Antalet transcodrar i blocket TRABL kan alltså vara mindre än antalet för basstationerna BS1, BS2 tillgängliga trafikkanaler. Växeln SWTRA bildar med andra ord en koncentrator som associerar upptagna trafikkanaler med tillgängliga transcod- rar i transcoderblocket TRABL medan icke upptagna trafikkanaler ej associeras med någon transcoder.

I fig. 2 har växlarna SW och SWTRA för tydlighets skull visats som två separata växlar. I en föredragen utföringsform är dock dessa växlar integrerade i en gemensam växel. I en sådan utfö- 467 856 4 10 15 20 25 30 35 ringsform passerar signalen växeln två gånger, en gång i kompri- merad form och en gång i expanderad form.

I fig. 2 har växeln SWTRA och transcoderblocket TRABL placerats i mobiltelefonväxeln MSC. En annan utföringsform består i att dessa element placeras närmare basstationerna eller till och med i dessa. I en sådan utföringsform behövs dock en växel för varje basstation och förloras fördelen med reducerad överföringshastig- het mellan basstation och mobiltelefonväxel.

Figur 3 visar en utföringsform av en transcoder konstruerad i enlighet med föreliggande uppfinning och lämplig att användas i landsystemet enligt fig. 2.

Transcodern i fig. 3 kommer att beskrivas under hänvisning till GSM-standarden, men principerna är även tillämpliga för andra standarder, exempelvis den amerikanska standarden IS-54.

I den europeiska PCM-standarden överför en transmissionslänk 2048 Mb/s fördelade på 32 kanaler, av vilka 30 är talkanaler, se fig. 4. Varje talkanal överför 64 kb/s i vardera riktningen, vilket motsvarar en talförbindelse i det allmänna telefonnätet.

Varje sådan PCM-talkanal komprimeras i en transcoder till en mera kompakt form genom att 1280 bitar PCM-kod (=20 ms tal) inväntas och omkodas till maximalt 320 bitar (till 260 bitar i GSM-stan- darden). Det block om 320 bitar i vilket denna komprimerade signal lagras packas i en gemensam PCM-talkanal tillsammans med 3 liknande block om 320 bitar svarande mot 3 andra komprimerade PCM-talkanaler. Detta sker genom att 2 bitar per PCM-tidlucka utnyttjas i enlighet med fig. 5. Kanal 1, som är avsedd för synkronisering, och kanal 16, som är avsedd för signalering, komprimeras ej utan är oförändrade i det i fig. 5 visade formatet. Den totala längden för en ram bestående av 32 tidluckur är 125 ps både i fig. 4 och 5. Effekten av komprimeringen blir sålunda att varje tidlucka i fig. 5 som är avsedd för talöverför- ing kommer att innehålla information från 4 tidluokor i fig. 4.

I övrigt behandlas dock de 32 tidluckorna i fig. 5 på samma sätt som de 32 tidluckorna i fig. 4, dvs de bildar fortfarande en ram i en transmissionslänk innehållande 32 kanaler. 9 10 15 20 25 30 467 856 5 I fig. 2 har transmissionslänkarna betecknats PCM_TL medan PCMf kanalerna betecknats PCM_CH. Packningen/separeringen av den komprimerade koden sker i enheten PCK.

Talkodnings/avkodningsalgoritmen i GSM-standarden består av ett antal block som beskrivs i GSM-rekomendation 06.10. Dessa block är dock talramorienterade, dvs varje block måste utföra beräk- ningar på en hel eller en förutbestämd del av en talram innan nästa block av algoritmen kan ta över. Detta har utnyttjats i transcodern enligt fig. 3. Här används digitala signalprocessorer DSP1-DSP6 för kodning och digitala signalprocessorer DS7-DS9 för avkodning av signalerna.

Den pulskodmodulerade signalen PCM enligt fig. 4 når kodnings- delen som består av de digitala signalprocessorerna DS1-DS6.

Därvid har de olika processorerna tilldelats följande algoritm- block i GSM-rekomendation 06.10: DSP1 förbehandling DSP2 korttids LPC-analys DSP3 korttidsanalysfilter DSP4 RPE-gridval och kodning DSP5 LTP-analys DSP6 PRE-gridavkodning och positionering, làngtidsanalysfil- ter.

Funktionen är följande: PCM-signalen når den första digitala signalprocessorn DSP1. Den första kanalens talram, dvs 1280 bitar PCM-kod, läses via bussen B in i ett minne RAM. Den första tal- ramen behandlas i den digitala signalprocessorn DSP1 för utfö- rande av det första algoritmblocket "förbehandling". Data som behandlas hämtas ur RAM och slutresultatet sparas i samma RAM.

Samtidigt inläses data för nästa talram i RAM. DSP1 utför sedan samma operationer pá denna talram. Parallellt härmed hämtar DSP2 av DSP1 färdigbehandlade data från RAM via bussen B och utför "korttids Resultatet överförs återigen till RAM. algoritmblocket LPC-analys" pá dessa. 467 856 6 10 15 20 25 30 35 På detta sätt behandlas den första talramen av samtliga digitala signalprocessorer DSPl-DSP6 i tur och ordning. Efter varje steg överförs resultatet till RAM för hämtning av nästa digitala signalprocessor i kedjan. Samtidigt behandlas de efterföljande talramarna på samma sätt i sekvens av de andra digitala signalp- rocessorerna. Sedan hela kodningsalgoritmen genomförts för de åtta talramarna kan den komprimerade pulskodmodulerade koden.CPCM hämtas från RAM av gränssnittsenheten I/O för vidareledning till en basstation.

Avkodning av kodad information sker på ett liknande sätt i digi- tala signalprocessorer DSP7-DSP9. Dessa utför följande algoritm- block: DSP7 RPE-gridavkodning och positionering, filter DSP8 korttidssyntesfilter DSP9 efterbehandling. långtidssyntes- Den i fig. 3 beskrivna utföringsformen av en transcoder i enlig- het med föreliggande uppfinning karakteriseras av parallell bear- betning av talramar för flera kanaler, varvid varje digital sig- nalprocessor utför\ett specifikt algoritmblock på varje kanals talram. Om ett algoritmblock är särskilt tidskrävande är det dock möjligt att låta två eller flera' digitala signalprocessorer utföra var sin del av algoritmblocket. Ytterligare en möjlighet är att använda exempelvis två likadana signalprocessorer som utför samma algoritmblock men på olika talramar. Den första processorn kan exempelvis behandla udda talramar medan den andra behandlar jämna talramar. Härigenom kan tidskritiska algoritm- block snabbas upp. Kombinationer av dessa varianter är även möjliga. p * En väsentlig fördel med den föreslagna transcodern är att de ingående digitala signalprocessorerna kan optimeras för det algoritmblock de är avsedda att implementera. Exempelvis kan en del processorer vara 8 bitars processorer medan andra kan vara 16 bitars processorer. Vid kända transcodrar för bearbetning av endast en trafikkanal föreligger ingen sådan flexibilitet, utan 10 15 20 25 30 467 856 7 en.kompromiss måste göras vad gäller önskad.bearbetningshastighet och ordlängd för transcoderns digitala signalprocessor.

Eftersom de olika digitala signalprocessorerna DSP1-DSP9 ej behöver vara generella processorer utan endast är avsedda att utföra mycket specifika algoritmblock är det även möjligt att skräddarsy varje processor för respektive algoritmblock. Detta betyder att processorerna kan förenklas väsentligt i förhållande till generella processorer. Denna egenskap kan i sin tur utnytt- jas för integrering av hela transcodern för exempelvis åtta trafikkanaler i en VLSI-krets.

Ytterligare en fördel med transcodern enligt uppfinningen ligger i en reducerad fördröjning. En konventionell transcoder för GSM- systemet, som använder 8 trafikkanaler per radiofrekvens, föror- sakar vid kodning till kompakt form en fördröjning på cirka 7 ms.

Motsvarande fördröjning vid transcodern enligt uppfinningen är cirka 2 ms.

Figur 6 visar en föredragen utföringsform av ett transcoderblock TRABL lämpligt för användning i landsystemet enligt fig. 2.

Transcoderblocket TRABL innehåller ett lämpligt antal grupper av transcodrar enligt uppfinningen. I exemplet innehåller 'varje grupp tre transcodrar. Den första gruppen innehåller exempelvis transcodrarna MTRAI, MTRA2, MTRA3. Här betecknar bokstaven "M" i hänvisningsbeteckningen att det är fråga om en "multi"-transcoder enligt fig 3. Den högra sidan av varje multitranscoder avger/- mottager komprimerad pulskodmodulerad CPCM-kod, som i det aktuella fallet består av åtta 2-bitskanaler packade i två 64 kb/s PCM-kanaler. Ut- och insignalerna på den vänstra sidan av varje multitranscoder består av åtta 64 kb/s PCM-kanaler.

I en föredragen utföringsform av landsystemet, i vilken ett transcoderblock enligt fig. 6 används, erhålls den i samband med fig. 2 beskrivna koncentrationen genon att antalet multitrans- codrar är mindre än antalet tillgängliga radiofrekvenser, alternativt antalet trafikkanaler dividerat med 8, för de till transcoderblocket anslutna basstationerna. 467 B56 g Fackmannen inser att olika förändringar och modifieringar av uppfinningen är möjliga utan att dessa faller utanför uppfin- ningens ram, vilken definieras av de bifogade patentkraven. m)

Claims (7)

lO 15 20 25 467 856 9 PATENTKRAV

1. Transcoder i landsystemet för ett mobilradiosystem, avsedd för kodning/avkodning av information mellan en pulskodmodulerad form (PCM) och en mera kompakt pulskodmodulerad form (CPCM) lämplig för radioöverföring, k ä n n e t e c k n a d av organ (DSP1- DSP9) för tidsmultiplex kodning/avkodning av ett förutbestämt antal trafikkanaler. '

2. Transcoder enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att trafikkanalerna är associerade med samma radiofrekvens.

3. Transcoder enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av åtminstone en digital signalprocessor (DSP1-DSP9) för tidsmulti- plex kodning/avkodning av information i tidluckorna för trafikka- nalerna.

4. Transcoder enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av ett flertal digitala signalprocessorer (DSP1-DSP9) för att i en följd efter varandra utföra ett förutbestämt antal algoritmblock på ett förutbestämt antal på varandra följande tidluckor tillhörande olika trafikkanaler; varvid varje algoritmblock utnyttjar en eller flera signalprocessorer.

5. Transcoder enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av ett RAM- minne för mellanlagring av resultatet av varje algoritmblock för nämnda förutbestämda antal tidluckor. _

6. Transcoder enligt något av kraven 3-5, k ä n n e t e c k- n a d av att tre trafikkanaler behandlas.

7. Transcoder enligt något av kraven 3-5, k ä n n e t e c k- n a d av att åtta trafikkanaler behandlas.