Патент на изобретение №2258312

(54) ТЕСТОВЫЕ ЦИКЛЫ ДЛЯ КОДЕКОВ КАНАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в цифровой беспроводной связи. Технический результат – повышение качества речи при приеме речевого сигнала. Способ измерения эффективности декодирования в системе связи, содержащей декодер и тестирующее устройство для подачи тестовых данных декодеру. Тестовые данные, включающие в себя поле данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и параметры речевого сигнала, кодированные посредством канального кодирования, формируются в формате кадров тестирующим устройством и передаются в декодер для декодирования. Декодер извлекает, по меньшей мере, часть поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, из декодируемых тестовых данных и передает, по меньшей мере, часть поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, обратно в тестирующее устройство. Эффективность декодирования измеряется путем сравнения переданного поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, принятого в тестирующем устройстве. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу измерения эффективности декодирования в системе связи.

В цифровой беспроводной связи для обеспечения соответствующего качества речи при приеме сигнала аналоговая информация речи перед передачей должна быть кодирована в цифровой вид и затем защищена посредством канального кодирования. Например, в стандартном кодировании речи в глобальной системе мобильной связи GSM речевые кодеки имеют фиксированную скорость. В системе GSM используются два полноскоростных речевых кодека и один полускоростной речевой кодек. Полноскоростные речевые кодеки имеют выходную скорость передачи битов, равную либо 13, либо 12,2 кбит/с, при этом полускоростные речевые кодеки обеспечивают выходную скорость передачи битов, равную 5,6 кбит/с. Эти выходные биты, представляющие кодированные параметры речевого сигнала, подаются в кодер канала. Канальное кодирование является набором функций, отвечающих за добавление избыточности в информационную последовательность. Обычно канальное кодирование выполняется на фиксированном количестве входных битов. Выходная скорость передачи битов кодера канала установлена в 22,8 кбит/с в полноскоростном канале трафика или, соответственно, в 11,4 кбит/с в полускоростном канале трафика.

Следовательно, все стандартные кодеки GSM функционируют с фиксированным разделением между скоростью передачи битов речи и скоростью передачи битов канального кодирования, вне зависимости от качества канала. Указанные скорости передачи битов не изменяются, пока не будет иметь место изменение канала трафика, что, к тому же, является медленным процессом. Вследствие этого такой весьма негибкий подход с точки зрения требуемого качества речи, с одной стороны, и оптимизации пропускной способности системы, с другой стороны, привел к развитию адаптивных многоскоростных (АМС, AMR) кодеков.

АМС кодек осуществляет адаптивное разделение между скоростью передачи битов речи и скоростью передачи битов канального кодирования в соответствии с качеством канала, чтобы достигнуть наилучшего возможного общего качества речи. Речевой АМС кодер состоит из многоскоростного речевого кодера, схемы скорости, управляемой источником, содержащей детектор активности речи и систему генерирования комфортного шума, и механизма маскирования ошибок для борьбы с такими явлениями, как ошибки передачи и потерянные пакеты. Многоскоростным речевым кодером является единый интегрированный речевой кодек с восемью исходными скоростями от 4,75 кбит/с до 12,2 кбит/с и режимом низкоскоростного кодирования фоновым шумом.

Существует несколько критериев эффективности, установленных для кодеков, используемых, например, в системе GSM, эффективность которых может измеряться, например, частотой ошибок по кадрам (ЧОК, FER), частотой ошибок по битам (ЧОБ, BER) или остаточной частотой ошибок по битам (ОЧОБ, RBER), относящейся к данным, принятым в любом канале трафика (КнТ, TCH). Более того, чтобы обеспечить автоматическое измерение эффективности, разработан набор тестовых циклов. Набор предварительно определенных тестовых циклов реализуется в мобильной станции, соединенной с системным имитирующим устройством (имитатором). Системный имитатор активизирует определенный тестовый цикл и начинает подавать на кодек либо случайные, либо предварительно определенные тестовые данные. Мобильная станция передает по циклу обратно на системный имитатор данные, которые получены после выполнения канального декодирования. Затем системный имитатор может сравнить данные, переданные по циклу обратно, с посланными данными. Таким образом, например, в отношении некоторых критериев может быть измерена эффективность части декодера канала в кодеке.

Проблема, возникающая при использовании структуры, описанной выше, заключается в том, что указанные тестовые циклы были разработаны конкретно для известных кодеков GSM. Однако АМС кодек включает функции, которых не было в известных кодеках, и, следовательно, с использованием известных тестовых циклов не могут быть протестированы все функции АМС кодеков.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вследствие этого задачей изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства, реализующего способ, для устранения по меньшей мере некоторых из обозначенных выше проблем. Задачи изобретения решаются посредством способа и устройства, отличающихся тем, что указано в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Изобретение основано на концепции, заключающейся в том, что при определении эффективности декодирования в системе связи, содержащей декодер и тестирующее устройство для подачи тестовых данных на декодер, измерение начинается с формирования тестовых данных в тестирующем устройстве, указанные тестовые данные включают в себя параметры речевого сигнала и поле данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, которые кодированы посредством канального кодирования в формат кадров, предпочтительно формат речевых кадров, которые затем передаются в декодер для декодирования. Декодер извлекает по меньшей мере часть поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, из декодированных тестовых данных и передает по меньшей мере эту часть обратно в тестирующее устройство, в соответствии с чем не передаются параметры речевого сигнала и какие-либо другие данные. Затем определяется эффективность декодирования путем сравнения в тестирующем устройстве переданного поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и принятого поля данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

Преимущество способа и устройства, предусмотренных настоящим изобретением, состоит в том, что может быть также измерена эффективность декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Другим преимуществом изобретения является то, что, так как только данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, передаются по циклу обратно из декодера, то уменьшаются проблемы реализации, связанные с различной скоростью передачи битов речевого кодека в восходящей и нисходящей линиях связи. Дополнительное преимущество изобретения состоит в том, что с минимальными изменениями может быть использовано существующее тестирующее устройство.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже будет более подробно описано изобретение в отношении предпочтительных вариантов осуществления, согласно приложенным чертежам.

Фиг.1 изображает систему радиосвязи, использующую способ изобретения.

Фиг.2 изображает общую структуру последовательности канального кодирования в кодере.

Фиг.3 иллюстрирует формирование кадров КнТ/АРпКн для разных режимов кодека.

Фиг.4 иллюстрирует формирование кадров КнТ/АРпКн для разных режимов кодека.

Фиг.5 изображает блок-схему алгоритма, поясняющую новый способ тестирования согласно изобретению.

Фиг.6 изображает блочную диаграмму, иллюстрирующую тестирующее устройство, реализующее способ, согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже изобретение будет описано более подробно с использованием системы GSM как предпочтительной платформы для вариантов осуществления изобретения. Однако изобретение не ограничивается только системой GSM, оно может использоваться в любой соответствующей системе, где реализация тестовых циклов встречается с аналогичными проблемами. Следовательно, изобретение может быть применено, например, в широкополосных системах множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР, WCDMA), в которых также поддерживается адаптивный многоскоростной (АМС) кодек.

Фиг.1 изображает возможный вариант беспроводной системы радиосвязи, некоторые части которой используют способ, предусмотренный изобретением. Представленная сотовая система радиосвязи содержит контроллер 120 базовых станций, базовые приемопередающие станции 110 и несколько абонентских терминалов 100, 101. Базовые приемопередающие станции 110 и абонентские терминалы действуют как приемопередатчики в сотовой системе радиосвязи. Абонентские терминалы устанавливают соединение друг с другом посредством сигналов, передаваемых через базовую приемопередающую станцию 110. Абонентским терминалом 100 может быть, например, мобильный телефон. Системой радиосвязи, изображенной фиг.1, может быть, например, система GSM, и в системе радиосвязи может использоваться, например, способ множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA).

В системе GSM имеется несколько логических каналов, осуществляющих передачу по сети физических каналов. Каждый логический канал выполняет определенную задачу. Логические каналы могут быть разделены на 2 категории: каналы трафика (КнТ) и каналы управления (КнУ, CCH). Каналами речевого трафика GSM являются каналы КнТ/ПРКн (полноскоростной речевой канал (FS)), КнТ/пРКн (полускоростной речевой канал (HS)), КнТ/УПРКн (усовершенствованный ПРКн (EFR)), КнТ/АРПКн (АМС речь на полноскоростном канале (AFS)) и КнТ/АРпКн (АМС речь на полускоростном канале (AHS). Кроме того, в GSM определено несколько каналов управления, большая часть которых используется для настройки вызова и для синхронизации. Однако при активном АМС вызове используются такие каналы, как медленный ассоциированный канал управления (МАКнУ SACCH), быстрый ассоциированный канал управления (БАКнУ, FACCH) и устойчивый (робастный) канал управления, синхронизированный с АМС трафиком (УКнУСАТ, RATSCCH). Каналы МАКнУ и БАКнУ используются для передачи данных сигнализации в течение соединения, при этом МАКнУ выделен в один временной слот в каждом 26^ом кадре МДВР, а канал БАКнУ используется только при необходимости. Канал УКнУСАТ, используемый для изменения АМС конфигурации на радио интерфейсе в течение соединения, также используется только при необходимости. Когда требуется использовать УКнУСАТ или БАКнУ, им выделяются необходимые временные слоты, путем их “захвата” у речевых кадров КнТ.

При стандартном кодировании речи в GSM речевые кодеки имели фиксированную скорость. В системе GSM использовались три речевых кодека: полноскоростной (ПС, FR) речевой кодек, основанный на способе долговременного линейного предсказания с регулярным импульсным возбуждением (RPE-LTP), полускоростной (пС, HR) речевой кодек, основанный на способе линейного предсказания с кодовым возбуждением (CELP/VCELP) и усовершенствованный полноскоростной (УПС, EFR) речевой кодек, основанный на способе алгебраического линейного предсказания с кодовым возбуждением (ACELP). Речевые кодеки каждые 20 мс поставляют параметры речевого сигнала на кодек канала. Так как длительность отображения логического канала активного вызова составляет 120 мс, то в нем содержится 6 речевых кадров. Как в полноскоростном канале трафика (КнТ/ПРКн), так и в полноскоростном канале трафика, использующем усовершенствованное кодирование (КнТ, УПРКн), новый речевой кадр передается в каждом 4-м пакете, содержащем информацию КнТ. Для каждого речевого кадра длительностью 20 мс, полноскоростной речевой кодек ПС поставляет 260 бит, а усовершенствованный полноскоростной речевой кодек УПС поставляет 244 бита, представляющие кодированные параметры речевого сигнала, что приводит к выходной скорости передачи битов, равной 13 кбит/с и 12,2 кбит/с соответственно. В полускоростном канале трафика (КнТ/пРКн) новый речевой кадр передается в каждом 2^ом пакете, содержащем информацию КнТ. Для каждого речевого кадра длительностью 20 мс полускоростной речевой кодек пС поставляет 112 бит, представляющих кодированные параметры речевого сигнала, что приводит к выходной скорости передачи битов, равной 5,6 кбит/с.

Выходные биты, представляющие кодированные параметры речевого сигнала, подаются на кодер канала. Канальное кодирование является набором функций, отвечающих за добавление избыточности в информационную последовательность. Кодирование обычно выполняется на фиксированном количестве входных битов. Более высокая эффективность кодирования достигается посредством усложнения кодирования. Однако задержка передачи и ограниченные аппаратные ресурсы ограничивают сложность технического решения, которая может быть использована в среде реального времени.

Фиг.2 иллюстрирует последовательность канального кодирования в кодере. Канальное кодирование параметров речевого сигнала состоит из нескольких этапов. Переупорядочение (200) битов выполняется для битов параметров речевого сигнала в соответствии с субъективной значимостью с разделением битов на категории 1A, 1B и 2. Для наиболее значимых битов, то есть битов класса 1А, вычисляется циклический избыточный код (ЦИК, CRC) 202. При использовании ЦИК передается несколько дополнительных битов, которые могут использоваться приемником для обнаружения ошибок в переданном кадре. Биты класса 1В не защищены посредством ЦИК. Биты класса 1А и 1В защищены посредством сверточного кодирования (204), которое является способом добавления избыточности в биты, передаваемые в канале. Сверточный кодер создает большее количество выходных битов, чем входных битов. Способ, которым добавляется избыточность, обеспечивает возможность приемнику выполнить алгоритм максимального правдоподобия в отношении битов, кодированных посредством сверточного кодирования, для обеспечения возможности коррекции ошибок сигнала, внесенных при передаче. Количество битов, которые могут быть посланы в канале, является ограниченным. Исключение (206) является способом уменьшения количества битов, посылаемых в канале, путем удаления битов из данных, кодируемых посредством сверточного кодирования. Декодер имеет информацию о том, какие биты исключены, и добавляет для них «поле для подстановки». В ПС канале может быть послано 456 битов за 20 мс, что приводит к общей скорости в полноскоростном канале трафика, равной 22,8 кбит/с. Соответственно, в пС канале может быть послано 228 битов за 20 мс, что приводит к общей скорости в 11,4 кбит/с, составляющей ровно половину от общей скорости, используемой в полноскоростном канале трафика. Как описано выше, все известные ранее кодеки GSM функционируют с фиксированным разделением между скоростью передачи битов речи и скоростью передачи битов канального кодирования, вне зависимости от качества канала. Указанные скорости передачи битов не изменяются, пока не будет иметь место изменение канала трафика (с ПС на пС и наоборот), которое, кроме того, является медленным процессом, требующим сигнализации уровня 3 (L3). Указанное фиксированное разделение не использует тот факт, что обеспечиваемая канальным кодированием защита сильно зависит от состояния канала. Когда состояние канала хорошее, может использоваться меньшая скорость передачи битов канального кодирования, обеспечивая более высокую скорость передачи битов для речевого кодека. Следовательно, обеспечение динамического разделения между скоростью передачи битов речи и скоростью передачи битов канального кодирования должно повысить общее качество речи. Развитие этой концепции привело к стандартизации АМС кодека.

АМС кодек обеспечивает адаптацию уровня защиты от ошибок к состоянию трафика и радиоканала, направленную на то, чтобы всегда выбирать оптимальный режим кодека и канала (скорости передачи битов речи и скорости передачи битов в канале) для достижения лучшего общего качества речи.

Речевой АМС кодер состоит из многоскоростного речевого кодера, схемы скорости, управляемой источником, содержащей детектор речевой активности и систему генерирования комфортного шума, и механизма маскирования ошибок для борьбы с такими явлениями, как ошибки передачи и потерянные пакеты. Многоскоростным речевым кодером является единый интегрированный речевой кодек с восемью скоростями источника от 4,75 кбит/с до 12,2 кбит/с и режимом низкоскоростного кодирования фоновым шумом. Речевой кодер выполнен с возможностью переключения по команде скорости передачи битов в каждом речевом кадре длительностью 20 мс.

АМС кодек содержит восемь речевых кодеков с скоростями передачи битов в 12,2, 10,2, 7,95, 7,4, 6,7, 5,9, 5,15 и 4,75 кбит/с. Как видно из следующей таблицы, все речевые кодеки определены для полноскоростного канала, наряду с этим шесть кодеков с наиболее низкой скоростью определены для полускоростного канала.

Мобильная станция должна реализовывать все режимы кодека. Однако сеть может поддерживать любую их комбинацию. Для АМС выбор режима кодека производится из набора режимов кодека (активного набора кодека АМК, ACS), который может включать в себя от одного до четырех режимов АМС кодека. Этот набор может быть переконфигурирован на фазе настройки вызова в случае эстафетной передачи обслуживания или посредством сигнализации канала УКнУСАТ. Каждый режим кодека обеспечивает разный уровень защиты от ошибок посредством разного распределения между речью и канальным кодированием. Все режимы речевого кодека могут быть изменены без использования сигнализации L3, обеспечивая быстрый переход между режимами при изменении условий канала.

Фиг.3 иллюстрирует формирование кадров КнТ/АРПКн для разных режимов кодека. В случае, например, 12,2 кбит/с построение кадра начинается с 244 битов, выдаваемых речевым кодеком. Биты речевого кадра переупорядочиваются и разделяются на классы 1А (81 битов) и 1В (163 бита). Для защиты 81 битов класса 1А вычисляется 6 битов ЦИК. К блоку из 250 битов добавляется 4 хвостовых бита, которые используются для завершения кодера канала. Над блоком из 254 битов (244+6+4) выполняется сверточное кодирование со скоростью кодирования S, что приводит к блоку из 508 битов. Затем в блоке из 508 битов осуществляется исключение, вследствие чего количество битов уменьшается до 448 битов. В заключение добавляется 8 битов, содержащих данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Конечный блок данных имеет длину 456 битов.

Согласно фиг.3 все кодированные кадры канала КнТ/АРПКн имеют одинаковую длину (456 битов), хотя количество битов на входе (параметры речевого сигнала) меняется от режима к режиму. Разное количество входных битов кодируется точно в 456 выходных бита путем изменения скорости сверточного кодирования и частоты исключения для каждого режима. За каждые 20 мс посылается 456 битов, что приводит к общей скорости в 22,8 кбит/с, с использованием всех битов, доступных из полноскоростного канала трафика системы GSM.

Соответственно, фиг.4 иллюстрирует формирование кадров КнТ/АРпКн для шести разных режимов кодека. Принцип построения кадра подобен варианту с кадрами КнТ/АРПКн, за несколькими исключениями. При переупорядочении битов они делятся на биты класса 1А, 1В и 2, хотя в кадрах КнТ/АРПКн используются только классы 1А и 1В. Биты класса 2 не кодируются посредством сверточного кодирования. Кроме того, к кадрам, кодированным сверточным кодом, добавляется только 4 бита данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Во всех режимах кодека кадры КнТ/АРпКн, кодированные посредством канального кодирования, имеют длину 228 битов. За каждые 20 мс посылается 228 битов, что приводит к общей скорости в 11,4 кбит/с, что в свою очередь удовлетворяет требованиям системы GSM на полускоростной канал трафика.

Как описано выше, существует 8 режимов речевого кодека, определенных для АМС, и АМС кодек может использоваться в обоих имеющихся ПС и пС каналах. Следовательно, существует 14 различных режимов кодека, определенных для АМС (8 для канала КнТ/АРПКн, 6 для канала КнТ/АРпКн).

Процесс адаптации линии связи ответственен за измерение качества канала. В зависимости от качества и возможных ограничений сети (например, сетевой нагрузки), процесс адаптации режима выбирает оптимальный речевой кодек и оптимальный кодек канала. Мобильная станция (MC, MS) и базовая приемопередающая станция (БППС, BTS) производят оценку качества канала для своего приемного тракта. На основе измерений качества канала БППС посылает МС Команду Режима Кодека (КРК (CMC – Codec Mode Command) режим, который должен использоваться МС на восходящей линии связи), а МС посылает БППС Запрос Режима Кодека (ЗРК, (CMR – Codec Mode Request) – режим, который запрашивается для использования на нисходящей линии связи). Такая сигнализация передается по каналу трафика, совместно с данными о параметрах речевого сигнала. Режим кодека на восходящей линии связи может быть отличен от режима кодека на нисходящей линии связи, но режим канала (полноскоростной или полускоростной) должен быть одинаковым. Сигнализация, передаваемая по каналу трафика, разработана для обеспечения возможности быстрой адаптации к быстрым изменениям канала.

Сеть осуществляет управление режимами кодека и режимами канала на восходящей и нисходящей линиях связи. Мобильная станция должна выполнять Команду Режима Кодека, подаваемую сетью, при этом сеть может использовать любую дополнительную информацию для определения режима кодеков нисходящей и восходящей линий связи.

В системе GSM, например, алгоритмы канального кодирования определены исчерпывающе. Вместо определения алгоритма канального декодирования определены критерии эффективности, которым должна соответствовать МС. Существует несколько критериев эффективности, установленных для кодеков канала, используемых в системе GSM, критерием эффективности может быть, например, частота ошибок по кадрам ЧОК, частота ошибок по битам ЧОБ или остаточная частота ошибок по битам ОЧОБ данных, принятых по любому каналу трафика КнТ. Для системы GSM критерии более точно определены, например, в документе «3GPP TS 05.05. V8.7.1, Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Radio transmission and reception». Чтобы способствовать разработке и реализации кодеков канала и для измерения эффективности приемника было определено специальное устройство, называемое системным имитатором (СИ), которое может использоваться, например, для обычной апробации. Для измерения эффективности декодера канала был разработан набор тестовых циклов. В мобильной станции, соединенной с системным имитатором, активизируется предварительно определенный тестовый цикл, и эффективность измеряется в отношении некоторых критериев. Для системы GSM указанные тестовые 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».

Указанные тестовые циклы разработаны специально для ранее известных кодеков GSM. АМС кодек, однако, включает в себя функции, отсутствующие в ранее известных кодеках, и, следовательно, все функции АМС кодека не могут быть протестированы с использованием известных тестовых циклов. Настоящее изобретение решает по меньшей мере часть проблем, возникающих при АМС тестировании.

Проблема относится к определению эффективности декодирования информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Как описано выше, согласно фиг.3 и 4, кадр канала трафика, кодированный посредством АМС, всегда содержит несколько управляющих битов, передаваемых совместно с битами параметров речевого сигнала. Эти биты называются битами информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Эти биты предназначены для обеспечения возможности изменения режима кодека без дополнительного кадра информации сигнализации. Так как максимальное количество режимов в наборе режимов равно четырем, то для кодирования информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, требуются только два бита. Чтобы способствовать декодированию при плохом состоянии канала, эти два бита отображаются в более длинную битовую комбинацию: 8 битов в канале КнТ/АРпКн и 4 бита в канале КнТ/АРпКн.

Информация сигнализации, передаваемой по каналу трафика, зависит от направления передачи. В нисходящем направлении (из БППС в МС) две разные части информации мультиплексируются во времени в два последовательных речевых кадра. В первом кадре из БППС в МС передается команда режима (КР, МС), посредством которой БППС назначает режим, который МС должна использовать на восходящей линии связи. Во втором кадре из БППС в МС передается индикатор режима (ИР, MI), посредством которого БППС информирует МС о режиме, который она использует на нисходящей линии связи. В восходящем направлении (из МС в БППС) также две разные части информации мультиплексируются во времени в два последовательных речевых кадра. В первом кадре из МС в БППС передается запрос режима (ЗР, MR), посредством которого МС запрашивает БППС использовать определенный режим на нисходящей линии связи. Во втором кадре из МС в БППС передается индикатор режима ИР, посредством которого МС информирует БППС о режиме, который она использует на восходящей линии связи. Информация сигнализации, передаваемой по каналу трафика, всегда мультиплексируется во времени, т.е. каждый второй кадр содержит текущий режим, и каждый следующий за ним кадр содержит назначенный/запрашиваемый режим. Когда мобильной станцией МС принят кадр длительностью 20 мс, он обрабатывается декодером канала. Выходными данными кодека канала являются параметры речевого сигнала, декодированные посредством канального декодирования, совместно с информацией сигнализации, которая передавалась по каналу трафика. Если указанной информацией была команда режима (КР), то МС в соответствии с этой командой изменит режим речи, используемый ею на восходящей линии связи, поскольку МС всегда должна выполнять команду режима (КР) из БППС. Сигнализация об этом режиме, используемом на восходящей линии связи, будет доставлена в БППС посредством индикатора режима восходящей линии связи, передаваемого по каналу трафика.

Так как используемые прежде кадры канала трафика кодеков канала с фиксированной скоростью не содержат каких-либо данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, то не существует способов тестирования для измерения эффективности декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, во всех ситуациях. Если попытаться измерить эффективность декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, с помощью существующих тестовых циклов и тестирующего устройства (системного имитатора СИ), то МС должна следовать принятой команде режима (КР) и соответствующим образом изменить свой индикатор режима (ИР) восходящей линии связи. Затем тестирующее устройство СИ может сравнить принятый ИР с ИР, посланным ранее. Если они одинаковы, то можно считать работу декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, правильной. Если они отличны, то СИ передает информацию о том, что МС неправильно декодирует КР, поступающую из БППС. На основе этих измерений СИ может вычислить эффективность декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

Проблема возникает при попытке оценить эффективность декодера информации ИР сигнализации, передаваемой по каналу трафика. ИР нисходящей линии связи не оказывает непосредственного влияния на какую-либо информацию, сигнализируемую по каналу трафика, восходящей линии связи. Как было замечено, на ИР восходящей линии непосредственно влияет КР нисходящей линии связи. Из двух частей мультиплексированной во времени информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, остается запрос режима (ЗР). Запрос режима формируется посредством алгоритма адаптации линии связи мобильной станции и не модифицируется непосредственно индикатором режима ИР нисходящей линии связи. Вследствие этого СИ не может вычислить эффективность декодера информации ИР сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

Из неправильного декодирования ИР нисходящей линии связи следует неправильное декодирование параметров речевого сигнала, неуспешная новизна ЦИК, и затем кадр объявляется ошибочным. Если активизировать известный прежде тестовый цикл, то декодированные с ошибками параметры речевого сигнала передадутся по циклу обратно в тестирующее устройство СИ. СИ сможет сравнить посланные параметры речевого сигнала с переданными по циклу обратно параметрами речевого сигнала для определения эффективности декодера информации ИР сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Однако канальное кодирование битов сигнализации, передаваемой по каналу трафика, гораздо более сильное, чем канальное кодирование параметров речевого сигнала, вследствие этого сбой при декодировании параметров речевого сигнала более вероятен, чем при декодировании параметров сигнализации, переданных по каналу трафика. Следовательно, измеренная эффективность будет эффективностью декодера параметров речевого сигнала, а не декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

Для решения этой проблемы был разработан новый внутренний тестовый цикл. В новом тестовом цикле алгоритм адаптации линии связи обходится и заменяется функцией, передающей по циклу обратно принятые данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Это осуществляется вне зависимости от фазы сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Это приводит к двум возможным вариантам: принятая КР может быть передана на восходящей линии связи как ИР, и принятый ИР затем может быть передан по циклу обратно как ЗР. В другом возможном варианте принятая КР может быть передана на восходящей линии связи как ЗР, и принятый ИР передается по циклу обратно как ИР. Так как цикл предназначен для вычисления эффективности декодирования информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, то параметры речевого сигнала, переданные СИ, не передаются по циклу обратно из МС, а кодируются как нули. Это дает преимущество, уменьшая проблемы реализации, связанные с разными скоростями передачи битов речевого кодека восходящей и нисходящей линий связи. В СИ посылается обратно только конкретная комбинация битов сигнализации, передаваемой по каналу трафика, т.е. только биты сигнализации, передаваемой по каналу трафика, а не параметры речевого сигнала, и обеспечивается преимущество в возможности измерения эффективности декодера информации сигнализации, передаваемой в полосе частот канала трафика. Из принятой конкретной комбинации битов сигнализации, передаваемой по каналу трафика, может быть определена, например, частота ошибок по кадрам для канала сигнализации, передаваемой по каналу трафика (TCH/AxS-INB).

Блок-схема алгоритма по фиг.5 поясняет способ, соответствующий новому тестовому циклу. Для установления прозрачного тестового цикла для кадров КнТ должен существовать активный канал КнТ между СИ и МС. Канал КнТ может переносить АМС речь по полноскоростному каналу или полускоростному каналу любой скорости, определенной в системе GSM. В МС активизируется тестовый цикл посредством передачи в МС соответствующего командного сообщения, которым может быть, например, сообщение CLOSE_TCH_LOOP_CMD, соответствующее системе GSM. СИ дает команду МС замкнуть ее цикл КнТ посредством передачи сообщения (500) CLOSE_TCH_LOOP_CMD, предписывающего образование цикла КнТ и передачу мобильной станцией МС по циклу обратно декодированной информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика. Затем СИ запускает таймер TT01 (502), устанавливающий предел времени для ответа от МС. Если отсутствует активный канал КнТ, или уже имеется замкнутый тестовый цикл (504), то МС проигнорирует любое сообщение (506) CLOSE_TCH_LOOP_CMD. Если имеется активный канал КнТ, то МС замкнет свой цикл КнТ для определенного КнТ и пошлет обратно к СИ сообщение CLOSE_TCH_LOOP_ACK (508). При приеме этого сообщения СИ остановит таймер TT01 (510).

После замыкания МС своего цикла КнТ каждое решение для сигнала сигнализации, передаваемой по каналу трафика, на выходе декодера (512) канала будет подаваться на вход декодера (514) канала. Переданные параметры речевого сигнала не передаются по циклу посредством зануления (516) кадра на входе кодера канала. Решения для сигнала сигнализации, передаваемой по каналу трафика, поступающие на вход кодера канала, передаются в том же канале КнТ восходящей линии связи к СИ (518). Это производится преимущественным образом вне зависимости от адаптации линии связи, посредством чего декодированная информация сигнализации, передаваемая по каналу трафика, непосредственно передается по циклу обратно в СИ. СИ измеряет эффективность декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика, из принятой конкретной комбинации (520) битов сигнализации, передаваемой в полосе частот канала трафика, например, путем определения частоты ошибок по кадрам для канала сигнализации, передаваемой по каналу трафика, (TCH/AxS-INB).

Содержимое сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD определяется более точно в упомянутом выше документе GSM 04.14. Это сообщение посылается только в направлении от СИ к МС. Сообщение CLOSE_TCH_LOOP_CMD содержит четыре элемента информации: поле дискриминатора протокола и поле индикатора пропуска, каждое длиной в четыре бита, которые определены более подробно в документе “GSM 04.07, v.7.3.0, sect. 11.1.1. and 11.1.2», поле типа сообщения длиной в восемь битов, все из которых определены как нули, и поле подканала также длиной в восемь битов. Пять битов из битов поля подканала имеют особое значение в определении содержимого сообщения, и они обозначаются битами X, Y, Z, A и B. Три бита являются запасными битами, установленными в нуль.

Активизация тестового цикла, согласно изобретению, может быть реализована посредством сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD, если одному из дополнительных битов предпочтительным образом также выделено определенное значение для определения содержимого сообщения. Этот новый бит может быть назван, например, битом С. Затем, определяя бит С имеющим значение единица, содержимое нового сообщения может быть определено конкретной комбинацией битов. Например, может быть определена следующая комбинация битов: А=1, В=0 и С=1, означающая, что каналом КнТ, образующим цикл, является канал TCH/AxS, затем декодированная информация сигнализации, передаваемой по каналу трафика, должна быть передана по циклу обратно. Значение бита X указывает, является ли активным только один полноскоростной канал, или который из возможно доступных подканалов используется. Значения битов Y и Z могут не учитываться.

Согласно второму варианту осуществления тестовая последовательность режимов данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, используемая СИ, передается к МС. Эта передача может иметь место либо до активизации тестового цикла или в течение настройки теста. СИ активизирует тестовый цикл в МС, например, посредством передачи сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD и начинает передавать упомянутую тестовую последовательность. В МС реализован счетчик, который будет уменьшаться каждый раз, когда декодированные данные сигнализации, передаваемые по каналу трафика, не соответствуют ожидаемому результату. Когда тестовая последовательность полностью прошла цикл, значение счетчика может быть либо проверено непосредственно в МС, либо оно может быть передано в СИ, из указанного значения может быть получена эффективность декодера информации сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

Согласно третьему варианту осуществления изобретения алгоритм адаптации линии связи остается в активном состоянии, и МС следует командам режима КР, посылаемым СИ. Затем обратно к СИ передаются только индикаторы режима ИР, соответствующие командам режима КР. Параметры речевого сигнала, переданные СИ, не передаются по циклу обратно из МС, но они кодируются как нули. СИ сравнивает принятый индикатор режима ИР с посланной командой режима КР, и при их соответствии декодирование команды режима КР предпочтительным образом может быть измерено. Однако так как только каждый второй кадр будет тестироваться СИ, то эффективность декодирования индикатора режима ИР должна измеряться посредством отдельного тестового цикла.

Блочная диаграмма по фиг.6 иллюстрирует устройство, которое может быть применено в тестирующей конфигурации, согласно изобретению. Системный имитатор 600 содержит генератор 602 для формирования случайных/постоянных конкретных комбинаций параметров речевого сигнала, которые затем подаются на вход кодера 604 канала для кодирования. Речевые кадры, кодированные посредством канального кодирования, затем подаются на передающее средство 606 для дополнительной передачи через канальный имитатор 608 к мобильной станции 610. Мобильная станция 610 содержит приемное средство 612 для приема передачи, из которого речевые кадры, кодированные посредством канального кодирования, подаются на вход декодера 614 канала. Мобильная станция 610 содержит средство 616 для реализации тестовых циклов и для выполнения конкретного тестового цикла в соответствии с командами, выдаваемыми системным имитатором 600. Как описано выше, тестовый цикл, который будет использован, может быть определен, например, сообщением CLOSE_TCH_LOOP_CMD. Выходные данные тестового цикла подаются на кодер 618 канала для кодирования. Данные, кодированные посредством канального кодирования, затем подаются на передающее средство 620 для дополнительной передачи системному имитатору 600. Системный имитатор 600 также содержит приемное средство 622 для приема передачи, из которого данные, кодированные посредством канального кодирования, подаются на вход декодера 624 канала. Системный имитатор 600 содержит сравнивающее средство 626 для сравнения принятых данных с посланной конкретной комбинацией, и как результат указанного сравнения может быть измерена эффективность декодирования.

Для специалистов в рассматриваемой области техники очевидно, что с развитием технического прогресса основная концепция изобретения может быть осуществлена разными способами. Следовательно, изобретение и его варианты осуществления не ограничиваются описанными возможными вариантами, но они могут изменяться в рамках объема, определяемого приложенной формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Способ определения эффективности декодирования в системе связи, содержащей декодер и тестирующее устройство для подачи тестовых данных на декодер, причем способ включает в себя этапы, на которых формируют тестовые данные, содержащие данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и параметры речевого сигнала, кодированные посредством канального кодирования, передают тестовые данные из тестирующего устройства в декодер для декодирования, отличающийся тем, что извлекают данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, из декодированных тестовых данных, обходят процесс адаптации линии связи, осуществляемый в декодере, во избежание изменения режима кодека декодера, передают данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, обратно в тестирующее устройство и определяют эффективность декодирования посредством сравнения в тестирующем устройстве переданных данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и принятых данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активизируют канал трафика системы связи до передачи тестовых данных и передают тестовые данные из тестирующего устройства на декодер в канале трафика нисходящей линии связи, а из декодера – в тестирующее устройство в канале трафика восходящей линии связи.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, передают обратно в тестирующее устройство в первом доступном временном кадре канала трафика восходящей линии связи.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что передают сообщение из тестирующего устройства до передачи тестовых данных для активизации в декодере тестового цикла, который реализуется в оперативной связи с декодером, и передают подтверждение приема упомянутого сообщения из декодера в тестирующее устройство в ответ на активизацию канала трафика.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сообщение является комбинацией битов сообщения CLOSE_TCH_LOOP_CMD, соответствующего системе GSM.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что определяют эффективность канального декодирования поля индикатора режима из состава данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, в полноскоростном или полускоростном речевом канале с адаптивным многоскоростным кодированием.

7. Тестирующее устройство для определения эффективности декодера, которое оперативно связано с декодером и содержит средство компоновки для компоновки тестовых данных, содержащих данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и параметры речевого сигнала, кодированные посредством канального кодирования, передатчик для передачи тестовых данных в декодер для декодирования, отличающееся тем, что тестирующее устройство выполнено с возможностью посылать команду декодеру для обхода выполняемого им процесса адаптации линии связи, и отличающееся тем, что дополнительно содержит приемник для приема по меньшей части данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и компаратор для определения эффективности декодирования путем сравнения переданных данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и принятых данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика.

8. Тестирующее устройство по п.7, отличающееся тем, что оно предназначено для активизации канала трафика в направлении декодера до передачи тестовых данных, передачи тестовых данных на декодер в канале трафика нисходящей линии связи и приема тестовых данных из декодера в канале трафика восходящей линии связи.

9. Тестирующее устройство по п.8, отличающееся тем, что оно предназначено для передачи сообщения в декодер до передачи тестовых данных для активизации в декодере тестового цикла, реализуемого в оперативной связи с декодером и приема из декодера подтверждения приема упомянутого сообщения в ответ на активизацию канала трафика.

10. Мобильная станция, содержащая приемник для приема из тестирующего устройства тестовых данных, содержащих данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, и параметры речевого сигнала, кодированные посредством канального кодирования, декодер для декодирования тестовых данных, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство извлечения для извлечения данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, из декодированных тестовых данных, средство управления для управления процессом адаптации линии связи декодера, чтобы обойти этот процесс, и передатчик для передачи данных сигнализации, передаваемой по каналу трафика, обратно в тестирующее устройство.

11. Мобильная станция по п.10, отличающаяся тем, что данные сигнализации, передаваемой по каналу трафика, предназначены для передачи обратно в тестирующее устройство в первом доступном временном кадре канала трафика восходящей линии связи.

РИСУНКИ