Изобретение относится к способу измерения рабочих параметров декодирования в телекоммуникационной системе.
В беспроводной цифровой связи аналоговая речевая информация должна быть кодирована в цифровую форму и затем защищена посредством канального кодирования перед передачей для обеспечения адекватного речевого качества при приеме сигнала. Например, в традиционном речевом кодировании GSM речевые кодеки имели фиксированную скорость. Это были два полноскоростных речевых кодека и один полускоростной речевой кодек, которые использовались в глобальной системе мобильной связи GSM. Полноскоростные речевые кодеки имеют выходную битовую скорость, равную либо 13, либо 12,2 кбит/с, тогда как полускоростной речевой кодек обеспечивает выходную битовую скорость в 5,6 кбит/с. Эти выходные биты, представляющие кодированные речевые параметры, подаются в канальный кодер. Канальным кодированием является набор функций, отвечающих за добавление избыточности к информационной последовательности. Кодирование обычно выполняется на фиксированном числе входных битов. Выходная битовая скорость канального кодера настроена на 22,8 кбит/с в полноскоростном канале трафика или, соответственно, на 11,4 кбит/с в полускоростном канале трафика.
Таким образом, все традиционные кодеки GSM работают с фиксированным разбиением между битовыми скоростями речевого и канального кодирования, независимо от качества канала. Эти битовые скорости никогда не изменяются, если не происходит изменение канала трафика, которое, кроме того, является медленным процессом. В результате этот довольно негибкий подход с точки зрения желаемого качества речи, с одной стороны, и оптимизации производительности системы, с другой стороны, привели к разработке адаптивного многоскоростного (АМС, AMR) кодека.
AMC кодек адаптирует разбиение между битовыми скоростями речевого и канального кодирования согласно качеству канала для обеспечения наилучшего возможного общего речевого качества. AMC речевой кодер состоит из многоскоростного речевого кодера, схемы с управляемыми исходными скоростями, включающей в себя детектор речевой активности и систему генерации комфортного шума, и механизма маскировки ошибок для борьбы с эффектами ошибок передачи и потерянных пакетов. Многоскоростным речевым кодером является единственный интегрированный речевой кодек с восемью исходными скоростями от 4,75 кбит/с до 12,2 кбит/с и низкоскоростным режимом кодирования фонового шума.
Имеется несколько критериев рабочих параметров, установленных для используемых кодеков, например, в системе GSM, рабочие параметры могут быть измерены, например, с помощью коэффициента стирания кадров (FER), коэффициента ошибочных битов (BER) или коэффициента остаточных ошибочных битов (RBER) принимаемых данных в любом канале трафика (КТ, TCH). Кроме того, для того чтобы дать возможность автоматизировать измерение рабочих параметров, был разработан набор тестирующих циклов. Набор заданных тестирующих циклов реализован в мобильной станции, соединенной с имитатором системы. Имитатор системы активирует особый цикл тестирования и начинает подавать либо случайные, либо заданные тестовые данные в кодек. Мобильная станция циклично подает в имитатор системы данные, полученные после выполнения канального декодирования. Имитатор системы затем способен сравнить циклично поданные данные с посланными данными. Таким образом, рабочие параметры части канального декодера кодека, например, могут быть измерены в соответствии с несколькими критериями.
Проблема, связанная с устройством, описанным выше, состоит в том, что эти тестирующие циклы разработаны для того, чтобы быть особенно подходящими для прежних кодеков GSM. AMC кодек, однако, включает в себя признаки, которые не включены в прежние кодеки, и, следовательно, все признаки AMC кодека не могут быть протестированы посредством использования известных тестирующих циклов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения, таким образом, является создание усовершенствованного способа и устройства, реализующего этот способ, для избежания по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых проблем. Задачи изобретения решаются способом и устройством, которые характеризуются признаками, изложенными в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение основано на идее, заключающейся в том, что при определении рабочих параметров декодирования в телекоммуникационной системе, которая содержит декодер и тестирующее устройство для подачи тестовых данных в декодер, измерение начинают посредством генерации тестовых данных в тестирующем устройстве, и эти тестовые данные содержат поле данных сигнализации в формате кадра сигнализации, который затем отображают в два последовательных кадра, которые затем передают в декодер для декодирования. Декодер декодирует поле данных сигнализации из принятых двух кадров тестовых данных, передает декодированное поле данных сигнализации, кодированное в один кадр, обратно в тестирующее устройство, в результате чего не передают речевые параметры или какие-либо другие данные. Затем рабочие параметры декодирования определяют путем сравнения переданного поля данных сигнализации и принятого поля данных сигнализации в устройстве тестирования.
Другой вариант изобретения основан на идее, заключающейся в том, что при измерении рабочих параметров декодирования в системе связи, которая содержит декодер и тестирующее устройство для подачи тестовых данных в декодер, измерение начинают посредством генерации тестовых данных в тестирующем устройстве, и эти тестовые данные содержат поле данных сигнализации в формате кадра сигнализации, который затем отображают в два последовательных кадра, которые затем передают в декодер для декодирования. Декодер извлекает отдельно принятые два кадра тестовых данных и передает каждый из двух кадров тестовых данных обратно в тестирующее устройство закодированным в формате одного кадра, имеющего длину речевого кадра, в результате чего не передают речевые параметры или какие-либо другие данные. Затем рабочие параметры декодирования определяют путем сравнения переданного поля данных сигнализации и принятого поля данных сигнализации в устройстве тестирования.
Преимущество способов и устройства согласно изобретению состоит в том, что рабочие параметры декодера для данных сигнализации, имеющих длину в два кадра, также могут быть измерены. Другое преимущество изобретения состоит в том, что решены проблемы синхронизации, относящиеся к декодированию данных сигнализации, имеющих длину в два кадра. Еще одно преимущество изобретения состоит в том, что существующее тестирующее устройство может быть использовано с незначительными модификациями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее изобретение будет описано более подробно в сочетании с предпочтительными вариантами и со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых
фигура 1 показывает систему радиосвязи, которая использует способ изобретения;
фигура 2 показывает общую структуру цепи канального кодирования в кодере;
фигура 3 показывает структуру кадров TCH/AFS для различных режимов кодека;
фигура 4 показывает структуру кадров TCH/AHS для различных режимов кодека;
фигура 5 показывает блок-схему, показывающую новый способ тестирования согласно изобретению;
фигура 6 показывает блок-схему, показывающую тестирующее устройство, реализующее способ согласно изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение будет далее описано более подробно с использованием системы GSM как предпочтительной платформы для вариантов осуществления изобретения. Изобретение, однако, не ограничено только системой GSM, а может быть использовано в любой соответствующей системе, в которой реализация циклов тестирования встречается с подобными проблемами. Следовательно, изобретение может быть применено, например, к системам широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР, WCDMA), в которых также поддерживается AMC кодек (адаптивный многоскоростной кодек).
Фигура 1 показывает пример беспроводной системы радиосвязи, некоторые части которой используют способ изобретения. Представленная система сотовой радиосвязи содержит контроллер 120 базовых станций, базовые приемопередающие станции 110 и множество терминалов 100, 101 абонентов. Базовые приемопередающие станции 110 и терминалы абонентов действуют как приемопередатчики в системе сотовой радиосвязи. Терминалы абонентов устанавливают связь друг с другом посредством сигналов, распространяемых через базовую приемопередающую станцию 110. Терминалом абонента 100 может быть, например, мобильный телефон. Система радиосвязи, представленная на фигуре 1, может быть, например, системой GSM, и в этой системе радиосвязи может использоваться, например, способ множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA). В системе GSM имеется несколько логических каналов, которые перемещаются на сетке физических каналов. Каждый логический канал выполняет особую задачу. Логические каналы могут быть разделены на 2 категории: каналы трафика (КТ, TCHs) и каналы управления (КУ, CCHs). Речевыми каналами трафика GSM являются TCH/FS (полноскоростной речевой канал), TCH/HS (полускоростной речевой канал), TCH/EFS (речевой канал EFR (усовершенствованный полноскоростной)), TCH/AFS (AMR (АМС) речь на FR полноскоростном канале) и TCH/AHS (AMR (АМС) речь на HR полускоростном канале). Кроме того, имеется несколько каналов управления, определенных в GSM, причем большинство из них используется для установления вызова и для синхронизации. Однако каналы SACCH (медленный совмещенный канал управления), FACCH (быстрый совмещенный канал управления) и RATSCCH (надежный синхронизированный канал управления AMC трафика) включены, в то время как AMC вызов является активным. Как SACCH, так и FACCH используются для передачи данных сигнализации во время соединения, но имеется один интервал времени SACCH, размещенный в каждом 26-м кадре МДВР, тогда как канал FACCH используется, только если это необходимо. Также RATSCCH, который используется для модификации AMC конфигураций на интерфейсе радиосвязи во время соединения, используется, только если это необходимо. Когда необходимы FACCH или RATSCCH, они располагаются в необходимых интервалах времени посредством «кражи» их из речевых кадров TCH.
В традиционном речевом кодировании GSM речевые кодеки имели фиксированную скорость. При использовании системы GSM имелись три речевых кодека: полноскоростной (FR) речевой кодек, основанный на способе RPE-LTP (регулярное импульсное возбуждение - долгосрочное предсказание), полускоростной (HR) речевой кодек, основанный на способе CELP/VCELP (линейное предсказание с кодовым возбуждением) и усовершенствованный полноскоростной (EFR) речевой кодек, основанный на способе ACELP (линейное предсказание с алгебраическим кодовым возбуждением). Речевые кодеки распространяют речевые параметры к канальному кодеку каждые 20 мс. Поскольку отображение логического канала активного вызова длится 120 мс, он содержит 6 речевых кадров. Как в полноскоростном канале трафика (TCH/FS), так и в полноскоростном канале трафика, использующем усовершенствованное кодирование (TCH/EFS), новый речевой кадр посылается каждый 4-й пакет, содержащий информацию TCH. Для каждого речевого кадра в 20 мс полноскоростной речевой кодек FR распространяет 260 битов, и усовершенствованный полноскоростной речевой кодек EFR обеспечивает 244 бита, представляющие кодированные речевые параметры, что приводит к выходной битовой скорости в 13 кбит/с и 12,2 кбит/с соответственно. В полускоростном канале трафика (TCH/HS) новый речевой кадр посылается каждый 2-й пакет, содержащий информацию TCH. Для каждого речевого кадра в 20 мс полускоростной речевой кодек HR распространяет 112 бит, представляющих кодированные речевые параметры, что приводит к выходной битовой скорости в 5,6 кбит/с.
Эти выходные биты, представляющие кодированные речевые параметры, подаются в канальный кодер. Канальное кодирование является набором функций, ответственных за придание избыточности информационной последовательности. Кодирование обычно выполняется на фиксированном числе входных битов. Более высокий выигрыш в кодировании достигается путем увеличения сложности кодирования. Однако задержка передачи и ограниченные аппаратные ресурсы ограничивают сложность, которая может быть использована в оборудовании реального времени.
Далее делается ссылка на фигуру 2, которая иллюстрирует цепь канального кодирования в кодере. Канальное кодирование речевых параметров состоит из нескольких блоков. Переупорядочение битов (200) выполняется для битов речевых параметров согласно субъективной важности с разделением битов на категории 1А, 1В и 2. Для наиболее важных битов, т.е. битов класса 1А, осуществляется контроль циклическим избыточным кодом (ЦИК, CRC) 202. Способ ЦИК передает несколько дополнительных битов, которые могут быть использованы приемником для детектирования ошибок в передаваемом кадре. Биты класса 1В не защищены ЦИК. Как биты класса 1А, так и биты класса 1В защищены сверточным кодированием (204), которое является способом добавления избыточности к битам, передаваемым в канале. Сверточный кодер создает больше выходных битов, чем входных битов. Способ, которым добавляется избыточность, позволяет приемнику выполнить алгоритм максимального правдоподобия на сверточно кодированных битах для коррекции ошибок сигнала, введенных во время передачи. Число битов, которые могут быть посланы в канал, является ограниченным. Перфорация (выкалывание) (206) является способом уменьшения числа битов, посылаемых в канал, путем удаления битов из сверточно кодированных данных. Декодер знает, какие биты перфорируются, и добавляет вместо них символы-заполнители. В FR канале может быть послано 456 битов на 20 мс, что приводит к общей скорости в 22,8 кбит/с в полноскоростном канале трафика. Соответственно в HR канале может быть послано 228 бит на 20 мс, что приводит к общей скорости в 11,4 кбит/с, которая равна в точности половине от общей скорости, используемой в полноскоростном канале трафика.
Как описано выше, все предыдущие кодеки GSM работают с фиксированным разделением между речевыми битовыми скоростями и битовыми скоростями канального кодирования, независимо от качества канала. Эти битовые скорости никогда не изменяются, если не происходит изменение канала трафика (от FR к HR или наоборот), которое, кроме того, является медленным процессом, требующим сигнализации уровня 3 (L3). Это фиксированное разделение не использует тот факт, что защита, обеспеченная канальным кодированием, сильно зависит от условий (состояния) канала. При хорошем состоянии канала могла бы использоваться более низкая битовая скорость канального кодирования, дающая возможность для более высокой битовой скорости для речевого кодека. Поэтому осуществление динамического разделения между речевой битовой скоростью и битовой скоростью канального кодирования увеличило бы общее качество речи. Разработка этой идеи привела к стандартизации AMC кодека.
AMC кодек адаптирует уровень защиты от ошибок к каналу радиосвязи и состоянию трафика таким образом, что он всегда нацелен на выбор оптимального канала и режима кодека (речевая и канальная битовые скорости) для достижения наилучшего общего качества речи. AMC кодек работает либо в GSM FR, либо HR канале, и он также обеспечивает абонента качеством речи, сравнимым с телефонным проводом для полускоростного канала при хорошем состоянии канала.
AMC речевой кодер состоит из многоскоростного речевого кодера, схемы с управляемыми исходными скоростями, включающей в себя детектор речевой активности и систему генерации комфортного шума, и механизм маскировки ошибок для борьбы с эффектами ошибок передачи и потерянных пакетов. Многоскоростной речевой кодер является единым интегрированным речевым кодеком с восемью исходными скоростями от 4,75 кбит/с до 12,2 кбит/с и низкоскоростным режимом кодирования фонового шума. Речевой кодер выполнен с возможностью переключения по команде своей битовой скорости каждые 20 мс речевого кадра.
AMC кодек содержит восемь речевых кодеков с битовыми скоростями 12,2, 10,2, 7,95, 7,4, 6,7, 5,9, 5,15 и 4,75 кбит/с. Все эти речевые кодеки определены для полноскоростного канала, тогда как шесть наиболее низких из них определены для полускоростного канала, как показано в следующей таблице.
Мобильная станция должна реализовать все режимы кодеков. Однако сеть может поддерживать любую их комбинацию. Для AMC выбор режима кодека осуществляется из множества режимов кодеков (ACS, активное множество кодеков), которое может включать в себя 1-4 режима AMC кодеков. Это множество может быть переконфигурировано в фазе установки вызова, в ситуации передачи обслуживания или посредством сигнализации RATSCCH. Каждый режим кодека обеспечивает различный уровень защиты от ошибок через различное распределение между речевым и канальным кодированием. Все режимы речевого кодека могут изменяться без вмешательства сигнализации L3, что дает возможность быстрого перехода между режимами при изменении состояния канала.
Фигура 3 показывает структуру кадров TCH/AFS для различных режимов кодека. Если использовать, например, случай 12,2 кбит/с, кадр строится, начиная с 244 битов, выданных речевым кодеком. Биты речевых кадров переупорядочиваются и делятся на класс 1А (81 бит) и 1В (163 бита). Для защиты 81 бита класса 1А вычисляется 6 битов ЦИК. 4 последних бита добавляются к блоку в 250 битов, и эти последние биты используются для завершения работы канального кодера. Полускоростное сверточное кодирование выполняется на блоке из 254 битов (244+6+4) и приводит к блоку из 508 битов. Блок из 508 битов затем перфорируется, тем самым число битов уменьшается до 448 битов. Наконец, добавляются 8 битов, содержащие данные, находящиеся внутри полосы частот. Конечный блок данных имеет длину в 456 битов.
Как показано на фигуре 3, все кодированные кадры канала TCH/AFS имеют одну и ту же длину (456 битов), даже хотя число битов во входе (речевые параметры) отличаются от режима к режиму. Различное число входных битов кодируется точно в 456 выходных битов посредством изменения скорости сверточного кодирования и скорости перфорации для каждого режима. 456 битов посылаются каждые 20 мс, что приводит к общей скорости в 22,8 кбит/с, используют все биты, доступные из полноскоростного канала трафика системы GSM.
Соответственно, фигура 4 демонстрирует структуру кадров TCH/AHS для шести различных режимов кодека. Принцип построения кадров подобен случаю кадров TCH/AFS, с несколькими исключениями. При переупорядочении битов биты делятся на биты класса 1А, 1В и 2, тогда как в кадрах TCH/AFS используются только классы 1А и 1В. Биты класса 2 не подвергаются сверточному кодированию. Кроме того, только 4 бита данных, находящихся внутри полосы частот, добавляются к сверточно кодированному кадру. Во всех режимах кодека TCH/AHS кодированные кадры канала имеют длину в 228 битов. 228 битов, посылаемые каждые 20 мс, приводящие к общей скорости 11,4 кбит/с, выполняют требования GSM системы для полускоростного информационного канала.
Как описано ранее, имеется 8 режимов речевого кодека, определенные для AMC, и AMC кодек может использоваться как на существующем FR канале, так и на существующем HR канале. Поэтому имеется 14 различных режимов кодека (8 для канала TCH/AFS, 6 для канала TCH/AHS), определенных для AMC.
Процесс адаптации линии связи несет ответственность по измерению качества канала. В зависимости от качества и возможных ограничений сети (например, нагрузки сети), адаптация режима выбирает оптимальные речевые и канальные кодеки. Мобильная станция (МС, MS) и базовая приемопередающая станция (БПС, BTS) обе выполняют расчет качества канала для их собственного пути приема. На основе измерений качества канала БПС посылает в MC команду режима кодека (КРК, СМС, режим, подлежащий использованию MC в восходящей линии связи) и MC посылает к БПС запрос режима кодека (ЗРК, CMR, режим, запрашиваемый для использования в нисходящей линии связи). Эта передача посылается в полосе частот вместе с речевыми данными. Режим кодека в восходящей линии связи может отличаться от режима кодека, используемого в нисходящей линии связи, но канальный режим (полноскоростной или полускоростной) должен быть одинаковым. Сигнализация в полосе частот была спроектирована для того, чтобы стала возможной быстрая адаптация к резким канальным вариациям.
Сеть управляет режимами кодека и канальными режимами в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи. Мобильная станция должна подчиняться команде режима кодека от сети, тогда как сеть может использовать любую дополнительную информацию для определения режима кодеков в нисходящей линии связи и в восходящей линии связи.
Речевой кодек непрерывно контролирует, говорит ли абонент или нет. Обычно абонент телефона говорит менее 40% времени. Когда абонент не говорит, можно, если этому содействует базовая станция, остановить посылку пакетов в BC. Это имеет преимущество экономии мощности батареи MC и уменьшает помехи воздушного интерфейса. Если передача была бы неожиданно остановлена на время, в которое абонент не говорит, абонент восходящей линии связи был бы раздражен и подумал бы, что в передаче есть неисправность. Во избежание этого раздражающего эффекта так называемый комфортный шум (кодированный как параметры молчания) должен передаваться в регулярные интервалы. Этот тип нерегулярной передачи называется прерывистой передачей (ПП, DTX).
Когда речевой кодек замечает, что абонент не говорит, он переходит в режим ПП, где он кодирует параметры молчания вместо речевых параметров и информирует канальный кодер о том, что параметры молчания были кодированы. Подсистема канального кодера должна затем следовать набору правил для определения того, был ли передан кадр или нет, и что следует передать. Набор правил, используемый для AMC, значительно отличается от ПП полноскоростного и полускоростного каналов речевого трафика.
Несколько типов новых кадров были определены для AMC ПП: кадр SID_UPDATE, который содержит параметры молчания; кадр SID_FIRST, который указывает на начало периода ПП на TCH/AFS; кадры SID_FIRST_P1 и SID_FIRST_P2, которые указывают начало периода ПП на TCH/AHS; кадр ONSET, который указывает конец периода ПП; кадр SID_UPDATE_INH, который указывает начало речи в середине кадра SID_UPDATE на TCH/AHS; и кадр SID_FIRST_INH, который указывает начало речи перед завершением SID_FIRST на TCH/AHS.
Все эти новые типы кадров идентифицируются специальным маркером для обнаружения приемником. Все кадры могут использоваться приемником для поддержания синхронизации конечного автомата ПП и поддержания своевременной информации, находящейся внутри полосы частот. Только кадр SID_UPDATE передает параметры, которые могут использоваться речевым кодеком, т.е. параметры шума. Кадры SID_UPDATE передают 35 битов, используемых для кодирования параметров молчания. Все эти биты защищены 14 битами ЦИК. 4 последних бита добавлены в блок из 49 битов. Четвертьскоростное сверточное кодирование выполняется на блоке из 53 битов (35+14+4), что приводит к блоку из 212 битов. Маркер 212 битов соединяется с 212 битами, содержащими параметры кодированного шума. Наконец, добавляются два образца длиной 16 битов, содержащие образец данных в полосе частот (один для MI, другой для MR/MC). Конечный блок данных имеет длину 456 битов, даже в случае TCH/AHS.
Согласно определениям конечного автомата ПП канального кодера для первого кадра, идентифицируемого как молчание речевым кодеком, должен быть кодирован кадр SID_FIRST. Если в следующих кадрах не было обнаружено речи, MC не будет ничего передавать для следующих двух кадров, канальный кодер будет кодировать кадр SID_UPDATE. После первого кадра SID_UPDATE кадр SID_UPDATE должен передаваться каждый 8-й кадр. В дополнение к кадрам SID_FIRST и SID_UPDATE технические условия определяют несколько других типов кадров ПП, используемых для передачи информации в полосе частот. Эти кадры заполняют пространство в пакетах, которое в противном случае осталось бы пустым, посредством диагонального перемежения. Кадр ONSET генерируется в конце периода ПП. Указание режима передается кадром ONSET, так что после периода ПП приемник может знать, какой из режимов используется, независимо от текущей фазы указания режима/запроса режима, передаваемой вместе с речевым кадром. Только в TCH/AHS кадр SID_FIRST_INH генерируется, когда детектируется речевой кадр после того, как 2 первых пакета SID_FIRST уже были посланы. Кадр SID_UPDATE_INH играет ту же роль для кадра SID_UPDATE.
По возможности для лучшего речевого качества желательно, чтобы передаваемая речь не декодировалась и затем перекодировалась несколько раз; например, в случае вызовов с мобильного на мобильный (ВММ, ММС) перекодирование вызова в двух блоках транскодера в сети является нежелательным. Следовательно, были разработаны способы для предотвращения этого так называемого тандемного кодирования, например, в системе GSM. Поскольку это не является поведением сети по умолчанию, требуется специальное управление кодированными речевыми кадрами сетью. Это специальное управление называется бестандемной работой (TFO). Механизм RATSCCH (надежный синхронизированный канал управления AMC трафика) может быть использован в случае TFO для модификации конфигурации AMC на интерфейсе радиосвязи без использования дополнительной сигнализации L3.
Каждое сообщение RATSCCH состоит из своего идентификатора сообщения RATSCCH и потенциальных параметров сообщения. Всего для каждого сообщения доступно 35 результирующих битов. До сих пор были определены 3 различных запроса, передаваемые по протоколу RATSCCH. Только один запрос передается на кадр RATSCCH. Первый запрос должен изменить фазу указания режима кодека (CMI) в нисходящей линии связи. Поскольку внутриполосные биты уплотнены по времени, один кадр содержит CMI, а следующий кадр содержит запрос режима кодека (CMR). Это сообщение изменит значение принимаемых внутриполосных битов. Второй запрос должен изменить конфигурацию AMC на интерфейсе радиосвязи без прерывания передачи речи. Запрос содержит несколько параметров: множество активных кодеков, начальный режим кодека и некоторые пары значений порога и гистерезиса. Значения порога и гистерезиса используются для модификации поведения алгоритма адаптации линии связи. Третий запрос должен изменить только значения порога и гистерезиса.
Всего для каждого сообщения RATSCCH доступны 35 результирующих битов. Все эти биты защищены 14 битами ЦИК. 4 последних бита добавляются к блоку из 49 битов. Четвертьскоростное сверточное кодирование выполняется на блоке из 53 битов (35+14+4), что приводит к блоку из 212 битов. Маркер 212 битов соединяется с 212 битами, содержащими сообщение RATSCCH. Наконец, добавляются два образца длиной 16 битов, содержащих образец внутриполосных данных (один для MI, другой для MR/MC). Конечный блок данных имеет длину в 456 битов. В TCH/AHS RATSCCH отображается на два последовательных речевых кадра: RATSCCH_MARKER и RATSCCH_DATA. Оба будут посылаться всегда как одна пара.
Подобно FACCH, RATSCCH также основан на «краже» кадров. На TCH/AFS один речевой кадр «воруется» для каждого сообщения RATSCCH, и на TCH/AHS «воруются» два речевых кадра.
В системе GSM, например, алгоритмы канального кодирования тщательно определены. Вместо определения алгоритма канального декодера критерии рабочих параметров определены и должны удовлетворяться MC. Имеется несколько критериев рабочих параметров, установленных для канальных кодеков, используемых в системе GSM, рабочие параметры могут быть измерены, например, с помощью коэффициента стирания кадров (FER), коэффициента битовых ошибок (BER) или коэффициента остаточных битовых ошибок (RBER) принимаемых данных на любом канале трафика TCH. Для системы GSM эти критерии определены более точно, например, в документе «3GPP TS 05.05 V8.7.1, Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Radio transmission and reception». Для облегчения разработки и реализации канальных кодеков и измерения рабочих параметров приемника было определено особое устройство, названное имитатором системы (SS), которое может использоваться, например, для целей подтверждения типа. Был разработан набор тестирующих циклов для измерения рабочих параметров канального декодера. Заданный тестирующий цикл активируется в мобильной станции, соединенной с имитатором системы, и рабочие параметры измеряются в отношении нескольких критериев. Для системы GSM эти тестирующие циклы определены более точно в документе «GSM 04.14 ETSI TS 101 293 V8.1.0, Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Individual equipment type requirements and interworking; Special conformance testing function».
Эти тестирующие циклы разработаны для того, чтобы быть, в частности, подходящими для предыдущих кодеков GSM. AMC кодек, однако, включает в себя признаки, которые не включены в предыдущие кодеки, и, следовательно, все признаки AMC кодека не могут быть протестированы путем использования известных тестирующих циклов. Данное изобретение разрешает по меньшей мере некоторые из проблем, включенных в AMC тестирование.
Некоторые проблемы относятся к измерению рабочих параметров декодирования кадра ПП. Подобные проблемы также относятся к измерению рабочих параметров декодирования кадра RATSCCH.
В AMC для каждого 20 мс кадра ожидается, что канальный декодер обеспечивает речевому декодеру декодированные речевые параметры (или параметры молчания в случае ПП) и идентификатор RX_TYPE. Этот идентификатор классифицирует тип принимаемого кадра. Идентификаторы RX_TYPE определены в следующей таблице.
Поскольку канальный декодер вызывается на основе 20 мс, канальный декодер вызывается дважды, когда декодируется кадр, отображаемый в два последовательных речевых кадра (кадры TCH/AHS SID_UPDATE и TCH/AHS RATSCCH). В случае TCH/AHS SID_UPDATE первый кадр классифицируется как NO_DATA, а второй кадр классифицируется как SID_UPDATE. В случае TCH/AHS RATSCCH оба кадра классифицируются как NO_DATA для речевого декодера. В дополнение к этой классификации один из двух кадров будет передан как RATSCCH для блока управления протоколом RATSCCH.
Согласно существующему принципу цикла тип кадров, закольцованных с выхода на вход мобильной станцией, основан на типе используемого цикла рабочих параметров. Если цикл является тестированием рабочих параметров декодирования канала речевых кадров, то речевые кадры закольцовывают (подают обратно) в систему сигнализации (СС, SS). Если цикл является тестированием рабочих параметров декодирования SID_UPDATE, то кадры SID_UPDATE подают обратно в СС. Как ожидалось, необходимо 2 речевых кадра для подачи обратно кадров, которые отображены в 2 речевых кадра.
При измерении рабочих параметров декодирования как передачи RATSCCH, так и передачи SID_UPDATE при использовании полускоростного канала TCH/AHS возникает одна проблема. Эта проблема обусловлена отображением действительного кадра в два последовательных речевых кадра. Поскольку кадры предшествующего канала трафика канальных кодеков фиксированной скорости включают в себя только кадры с длительностью в один речевой кадр, существующие способы тестирования не могут использоваться для измерения рабочих параметров декодирования передачи RATSCCH или SID_UPDATE на TCH/AHS. Если рабочие параметры декодера попытаются измерить с помощью текущих контуров тестирования и тестирующего оборудования (имитатором системы СС), возникнут проблемы синхронизации.
Если цикл тестирования замкнут в корректной фазе, информацией, поданной обратно MC, будут параметры SID_UPDATE (для цикла рабочих параметров SID_UPDATE) и параметры RATSCCH (для цикла рабочих параметров RATSCCH). В этой ситуации СС может корректно измерить рабочие параметры канального декодера RATSCCH и SID_UPDATE.
Однако, если цикл тестирования замкнут в неправильной фазе, информацией, посланной обратно MC, будут все нули. Для цикла рабочих параметров SID_UPDATE цикл будет иметь место во время, когда NO_DATA передается в речевой кодек. Для цикла рабочих параметров RATSCCH цикл имеет место во время, когда кадр не передается как RATSCCH. Это приведет к ситуации ошибки в СС, и рабочие параметры декодера передачи RATSCCH и SID_UPDATE не могут быть определены измерением из принятых данных.
Новый внутренний цикл тестирования был разработан для преодоления этой проблемы. В новом цикле тестирования, когда принятые кадры RATSCCH или SID_UPDATE были правильно декодированы декодером, декодированные параметры RATSCCH или параметры молчания берутся из выходного сигнала декодера и зацикливаются обратно как AMC речевой кадр. Остальная часть битов речевого кадра кодируется как нули (стертый кадр). Речевой кадр затем кодируется и передается В СС. Поскольку речевые кадры длятся только 20 мс, два кадра будут зациклены обратно в СС. Один из них содержит декодированные параметры (параметры молчания или параметры RATSCCH), другой не содержит полезной информации. Поскольку параметры зациклены обратно, рабочие параметры декодера передачи SID_UPDATE или RATSCCH могут быть выгодно определены.
Способ согласно новому циклу тестирования показан со ссылкой на блок-схему на фигуре 5. Для установления понятного цикла тестирования для TCH кадров TCH должен быть активным между СС и MC. TCH предпочтительно является полускоростным каналом, определенным в системе GSM. Цикл тестирования активируется в MC посредством передачи соответствующего командного сообщения в MC, и этой командой может быть, например, сообщение CLOSE_TCH_LOOP_CMD согласно системе GSM. СС дает команду МС замкнуть ее TCH цикл путем передачи сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD (500), определяющего TCH, подлежащий зацикливанию, и что стертые допустимые кадры SID_UPDATE или RATSCCH должны быть переданы MC. СС затем включает таймер TT01 (502), который устанавливает временной предел для ответа MC. Если нет активного TCH, или любой цикл тестирования уже замкнут (504), MC проигнорирует любое сообщение CLOSE_TCH_LOOP_CMD (506). Если TCH является активным, то MC замкнет свой цикл TCH для определенного TCH и пошлет обратно в СС CLOSE_TCH_LOOP_ACK (508). После приема этого сообщения СС останавливает таймер ТТ01 (510).
После того как MC замкнула свой TCH цикл, декодированные параметры для каждого кадра, идентифицированного как допустимый кадр SID_UPDATE или RATSCCH, будут взяты из выходного сигнала канального декодера (512) и введены в канальный кодер (514). Биты данных кадров SID_UPDATE или RATSCCH плюс адекватное количество битов заполнения кодируются как AMC речевой кадр (516). Речевые кадры, включающие в себя только биты данных кадров SID_UPDATE или RATSCCH, передаются сверточно кодированными на той же самой восходящей линии связи TCH/AHS в СС (518). Если допустимый кадр SID_UPDATE или RATSCCH не обнаружен декодером, это указывается СС посредством настройки речевого кадра быть кодированным как нули и передачей этого сверточно кодированного кадра на той же самой TCH/AHS восходящей линии связи в СС. Это могло бы случиться, например, если принятый образец кадра не идентифицирован как образец кадра SID_UPDATE или RATSCCH, или образец кадра идентифицирован, но биты ЦИК повреждены.
СС определяет работу декодера кадров SID_UPDATE или RATSCCH из принятых стертых кадров SID_UPDATE или RATSCCH (520), например, посредством определения скорости стертого допустимого кадра SID_UPDATE (TCH/AHS EVSIDUR) или, соответственно, скорости стертого допустимого кадра RATSCCH (TCH/AHS EVRFR).
Содержимое сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD определяется более точно в вышеупомянутом документе GSM 04.14. Это сообщение посылается только в направлении от СС к MC. Сообщение CLOSE_TCH_LOOP_CMD содержит четыре элемента информации: поле протокольного дискриминатора и поле указателя пропуска, оба имеют длину четыре бита и определены более точно в документе «GSM 04.07, sect. 11.1.1 and 11.1.2», причем поле типа сообщения имеет длину восемь битов, все определены как нули, и подканальное поле имеет также длину восемь битов. Из битов подканального поля пять битов имеют особое значение в определении содержимого сообщения, и они называются битами X, Y, Z, A и B. Три бита являются запасными битами, установленными на нуль.
Активация цикла тестирования согласно изобретению может быть реализована посредством сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD, если один из запасных битов также выгодно размещает особое значение в определении содержимого сообщения. Этот новый бит может быть назван, например, битом С. Затем определяя, что бит С имеет значение единица, новое содержание сообщения может быть определено конкретной комбинацией битов. Например, можно было бы определить следующую комбинацию битов: А=0, В=0 и С=1, которая означает, что если зацикленный TCH является TCH/AHS, посылающий кадры SID_UPDATE, то стирание допустимого кадра SID_UPDATE должно быть передано. Для специалиста в данной области техники очевидно, что может быть использована какая-либо другая подходящая комбинация битов. Значение бита Х указывает, является ли активным только один полноскоростной канал или какой из возможных доступных подканалов используется. Значения битов Y и Z могут быть отброшены.
Согласно второму варианту изобретения, который конкретно применим к передаче RATSCCH, каждый из принятых кадров RATSCCH берется отдельно из выходного сигнала декодера. Первый кадр называется кадром RATSCCH_MARKER, а второй кадр называется кадром RATSCCH_DATA. Как кадр RATSCCH_MARKER, так и кадр RATSCCH_DATA берутся отдельно из выходного сигнала декодера, и они вводятся в кодер как кадр RECEIVER_MARKER и кадр RECEIVED_DATA соответственно. Если кадр RATSCCH_MARKER не идентифицирован или кадр RATSCCH_DATA имеет поврежденный ЦИК, то в кодер вводится кадр BAD_FRAME. Как кадр RECEIVER_MARKER, так и кадр BAD_FRAME состоят из заданного шаблона, тогда как кадр RECEIVED_DATA содержит биты данных, передаваемые в кадре RATSCCH_DATA. Все зацикленные обратно кадры, т.е. кадр RECEIVER_MARKER, кадр BAD_FRAME и кадр RECEIVED_DATA, могут быть кодированы и отображены в кадр 20 мс. Этим кадром 20 мс может быть, например, AMC речевой кадр, где остальная часть битов речевого кадра кодированы как нули, или кадром RATSCCH_DATA. Этот кадр в 20 мс затем передается в СС. Таким образом, успешная идентификация кадра RATSCCH_MARKER всегда сообщается обратно в СС. Никакая синхронизация между MC и СС выгодно не нужна, так как кадры, посылаемые обратно в СС, имеют длину только в один речевой кадр.
Согласно третьему варианту осуществления изобретения синхронизация передачи кадров между MC и СС (нисходящая линия связи/восходящая линия связи) может быть достигнута путем установки конкретных номеров кадров МДВР для передачи по нисходящей линии связи и восходящей линии связи, когда цикл тестирования замкнут. Таким образом, принятый кадр RATSCCH или SID_UPDATE будет автоматически передан от MC обратно в СС в заданном кадре, и не нужно никакого другого механизма для синхронизации.
Согласно четвертому варианту осуществления изобретения синхронизация передачи кадров между MC и СС (нисходящая линия связи/восходящая линия связи), особенно при посылке кадров RATSCCH при половинной скорости, может быть достигнута путем вынуждения MC отменить кадр RATSCCH, посылаемый в данный момент, если только что был принят допустимый кадр RATSCCH. Параметры RATSCCH допустимого кадра RATSCCH затем зацикливаются обратно в канал RATSCCH восходящей линии связи. Также таким образом принятый кадр RATSCCH будет автоматически передан от MC обратно в СС способом, в котором синхронизация явно определена.
Блок-схема фигуры 6 показывает устройство, которое может быть применено в конфигурации тестирования согласно изобретению. Имитатор системы 600 содержит генератор 602 для генерации случайных/постоянных образцов речевых параметров, которые затем вводятся в канальный кодер 604 для кодирования. Кодированные речевые кадры канала затем подаются в передающее средство 606 для передачи далее через канальный имитатор 608 в мобильную станцию 610. Мобильная станция 610 содержит средство приема 612 для приема передачи, от которой кодированные речевые кадры канала вводятся в канальный декодер 614. Мобильная станция 610 содержит средство 616 для реализации циклов тестирования и для выполнения особого цикла тестирования согласно командам, даваемым имитатором 600 системы. Цикл тестирования, подлежащий использованию, может быть определен, например, сообщением CLOSE_TCH_LOOP_CMD, как описано выше. Выходной сигнал цикла тестирования подается в канальный кодер 618 для кодирования. Кодированные данные канала затем подаются в средство передачи 620 для передачи далее в имитатор 600 системы. Имитатор 600 системы также содержит средство 622 приема для приема передачи, из которой кодированные данные канала вводятся в канальный декодер 624. Имитатор 600 системы содержит средство 626 сравнения для сравнения принятых данных с посланным образцом, и как результат указанного сравнения могут быть измерены рабочие параметры декодирования.
Для специалиста в данной области техники очевидно, что в ходе технического прогресса основная идея изобретения может быть осуществлена многими способами. Таким образом, изобретение и его варианты не ограничены предыдущими примерами, а могут варьироваться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
Изобретение относится к области мобильной связи. Технический результат заключается в увеличении признаков тестирования кодека. Сущность изобретения заключается в том, что телекоммуникационная система содержит декодер и устройство тестирования для подачи тестовых данных в декодер. Тестовые данные, содержащие данные сигнализации, в формате кадров сигнализации генерируют, и тестовые данные отображают в два последовательных кадра и передают от устройства тестирования в декодер для декодирования. Данные сигнализации декодируют из принятых двух кадров тестовых данных и передают обратно в устройство тестирования кодированными в один кадр. Рабочие параметры декодирования определяют путем сравнения переданных данных сигнализации и принятых данных сигнализации в устройстве тестирования. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
| WO 9963764 А2, 09.12.1999 | |||
| СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО КАНАЛА СВЯЗИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ИЛИ ФИКСИРОВАННЫМИ СКОРОСТЯМИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ | 1995 |
|
RU2142197C1 |
| US 5784406, 10.01.1995 | |||
| US 5381444, 21.07.1998. | |||
