DE69934989T2

DE69934989T2 - Verfahren und vorrichtung zur sprachpaketkommunikation

Info

Publication number: DE69934989T2
Application number: DE69934989T
Authority: DE
Inventors: Stephen Skokie SPEAR; Sanjay Chicago GUPTA
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: JP4282904B2; EP1101368A1; BR9912272A; KR100362130B1; US6130883A; WO2000007381A1; DE69934989D1; KR20010071057A; EP1101368A4; EP1101368B1; BRPI9912272B1; JP2003521132A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf eine Sprachpaketkommunikation in den Kommunikationssystemen.
Hintergrund der Erfindung
Gewöhnlich überträgt ein landgestütztes Datenkommunikationsnetz Information durch Verwendung der Datenpaketvermittlung. Ein drahtloses Kommunikationssystem, wie z. B. das Globale System für Mobilkommunikation (GSM), überträgt Information allerdings in vordefinierten oder selektierten Zeitschlitzen über seine drahtlosen Kommunikationsverbindungen. Ein GSM-Netz überträgt Dateninformation durch Verwendung eines leitungsvermittelten Netzes. Demzufolge wird Sprachinformation üblicherweise auf eine leitungsvermittelte Art und Weise übertragen. Eine Kopie der GSM- Systemspezifikation und -Standards kann durch Kontaktnahme mit dem European Telecommunications Standards Institute, 650 Rt. des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne, Frankreich, bezogen werden. Ein GSM-Kommunikationssystem kann General Packet Radio Service (GPRS) zusammen mit herkömmlichen PSTN-Diensten gemäß den GSM-Standards zur Verfügung stellen. General Packet Radio Services werden über ein Datennetz, das auf Datenpaketvermittlung basierend arbeitet, zur Verfügung gestellt.
Wenn Sprachinformation in einem drahtlosen Kommunikationssystem übertragen wird und die Sprachinformation durch Datenpaketvermittlung geroutet werden soll, um einen Zielhost zu erreichen, wird die Sprachinformation in dem Sender wie Datenpaketinformation behandelt. Als Folge wird der Sprachinformation vor ihrer Übertragung eine erhebliche Anzahl an Overheaddatenbits hinzugefügt. Die Menge an Overheaddatenbits nimmt oftmals fast die ganze drahtlose Kommunikationsbandbreite in Anspruch. Da die Zeitschlitze der drahtlosen Verbindung vordefinierte und feste Dauer und Bandbreite aufweisen, würde eine Kommunikation von Sprachinformation, wenn sie in dem drahtlosen Kommunikationssystem wie Dateninformation behandelt wird, eine größere Bandbreite der Systemkapazität und eine größere Anzahl an Zeitschlitzen in Anspruch nehmen als eine Kommunikation derselben Menge an Sprachinformation, wenn sie wie Sprachinformation behandelt wird. Solch eine Verwendung von verfügbarer Systembandbreite ist ineffizient.
Die US 5,729,544 offenbart eine Einrichtung, in der Daten, die von einer Informationsquelle, einem Lokal/Weitbereichsnetz zugeordnet, an eine Zielbestimmung zu übertragen sind, in eine Mehrzahl von Datenpaketen forma tiert werden. Basierend auf einem Nachrichtentyp der Datenpakete wird entweder ein leitungsvermitteltes Netz oder ein paketvermitteltes Netz selektiert. Wenn das leitungsvermittelte Netz gewählt wird, wird ein leitungsvermittelter Kanal zu der Zielbestimmung errichtet und die Datenpakete werden über den leitungsvermittelten Kanal an die Zielbestimmung übertragen. Wenn das paketvermittelte Netz gewählt wird, wird ein paketvermittelter Kanal zu der Zielbestimmung errichtet und die Datenpakete werden über den paketvermittelten Kanal an die Zielbestimmung übertragen.
Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Verfahren und Vorrichtung, um Sprachinformation in einem drahtlosen Kommunikationssystem effizient zu kommunizieren, wenn die Sprachinformation durch ein Datennetz geroutet wird, das auf Datenpaketvermittlung basierend arbeitet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt ein allgemeines Flussdiagramm eines Kommunikationssystems gemäß dem Stand der Technik dar.
2 stellt ein allgemeines Flussdiagramm einer Mobilstation gemäß dem Stand der Technik dar.
3 stellt ein allgemeines Flussdiagramm eines Basisstationssystems gemäß dem Stand der Technik dar.
4 stellt ein Flussdiagramm eines Basisstationssystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dar.
5 stellt ein Flussdiagramm einer Mobilstation gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dar.
6 stellt eine Funktionsbeschreibung eines in einem Basisstationssystem verwendeten Protokolladapters gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung dar.
7 stellt eine Funktionsbeschreibung eines in einer Mobilstation verwendeten Protokolladapters gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung dar.
8 stellt eine Funktionsbeschreibung einer Protokollstapelung an verschiedenen Verbindungen in einem Kommunikationssystem gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung dar.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In einem drahtlosen Kommunikationssystem, das durch ein Basisstationssystem (BSS) eine Kommunikation von Sprachinformation zwischen einer Mobilstation (MS) und einem Host zur Verfügung stellt, umfasst ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ein Herstellen einer drahtlosen Verbindung zwischen der MS und dem BSS, ein Kanalcodieren der Sprachinformation in der MS gemäß einem Kanalcodierschema, um kanalcodierte Sprachinformation zu erzeugen, ein Übertragen der kanalcodierten Sprachinformation von der MS über die drahtlose Verbindung zum Empfang durch das BSS, ein Kanaldecodieren der kanalcodierten Sprachinformation basierend auf dem Kanalcodierschema, um decodierte Sprachinformation in dem BSS zu erzeugen, ein Anpassen der decodierten Sprachinformation an eine Paketsprachinformation und ein Kommunizieren der Paketsprachinformation durch ein Datennetz, das basierend auf Datenpaketvermittlung arbeitet, an den Host. Da die Sprachinformation nicht mit Overheaddatenbits versehen wird und in der MS nicht wie Dateninformation behandelt wird, überträgt die Sprachinformation die zusätzlichen Overheaddatenbits bei Übertragung über die drahtlose Verbindung nicht. Als Folge wird die Bandbreite der drahtlosen Verbindung effizient zur Kommunikation von Sprachinformation verwendet. Darüber hinaus werden in der drahtlosen Verbindung weniger Zeitschlitze selektiert, um die Sprachinformation zu kommunizieren, während die Sprachinformation ihren Zielhost durch ein Datennetz erreicht, das basierend auf Datenpaketvermittlung arbeitet.
Ähnlich kanalcodiert das BSS, falls eine Kommunikation der Sprachinformation von dem Host, der mit dem Datennetz verbunden ist, erzeugt wird, die Sprachinformation gemäß einem Sprachkanalcodierschema, anstelle dass ein Datenkanalcodec verwendet wird. Das Sprachinformationsformat wird von einem Datenpaketvermittlungsformat an ein Format angepasst, das zum Codieren in dem Kanalcodec geeignet ist. Die kanalcodierte Sprachinformation wird über eine drahtlose Verbindung an die MS übertragen. Als solches empfängt die MS die Sprachinformation durch Decodieren der Sprachinformation gemäß dem Codierschema. Falls die Sprachinformation zum Empfang durch ein Daten erzeugendes Gerät bestimmt ist, kann es sein, dass die decodierte Sprachinformation an ein Datenpaketvermittlungsformat angepasst werden muss.
Zwar sind diese ganze Anwendung hindurch ein oder mehrere Kommunikationspfade beschrieben worden, doch gibt es weitere Kommunikationspfade, auf die die Erfindung gleichermaßen anwendbar ist. Die Beispiele und anderen Beschreibungen in der Offenbarung begrenzen den Umfang und die Anwendbarkeit der Erfindung nicht. Die in der Anwendung zur Verfügung gestellte Beschreibung ermöglicht es einem ordentlichen Fachmann, weitere Kommunikationspfade, die existieren können, zu erfassen und zu finden. Das Folgende beschreibt ausführlich den Kommunikationspfad von der MS zu einem Telefonteilnehmer oder einem Host. Der Kommunikationspfad von dem Telefonteilnehmer oder dem Host zu der MS wird für einen ordentlichen Fachmann leicht verständlich.
Bezieht man sich auf 1, erkennt man, dass ein allgemeines Flussdiagramm eines Kommunikationssystems 100 gemäß dem Stand der Technik dargestellt wird. Das Kommunikationssystem 100 stellt General Packet Radio Services (GPRS) zusammen mit den herkömmlichen PSTN-Diensten zur Verfügung. Das Kommunikationssystem 100 stellt Anwendungen zum Kommunizieren von Sprachinformation an einen Host 112 und einen Teilnehmer 113 zur Verfügung. Der Host 112 ist mit einem Datenpaketvermittlungsnetz 110 verbunden und der Teilnehmer 113 ist mit einem öffentlichen Fernsprechnetz (PSTN) 114 verbunden, das auf Leitungsvermittlung basierend arbeitet. Die Anwendungen umfassen eine Kommunikation von Sprachinformation über das Internet Protocol (IP) über das Netz 110.
Eine MS 101 und ein BSS 118 weisen eine drahtlose Kommunikationsverbindung 102 auf, um unter anderen Informationstypen Sprachinformation zu kommunizieren. Um General Packet Radio Service (GPRS) zusammen mit den herkömmlichen PSTN-Diensten gemäß GSM-Standards zur Verfügung zu stellen, weist das BSS 118 Verbindungen mit dem PSTN 114 und dem Datenpaketvermittlungsnetz 110 auf. Weitere Information über GPRS ist durch Bezugnahme auf GSM-Standards verfügbar. Das BSS 118 kommuniziert an einer Verbindung 104 mit dem Datenpaketvermittlungsnetz 110 und an einer Verbindung 117 mit dem PSTN 114, das basierend auf Leitungsvermittlung arbei tet. Die Sprachinformation kann durch das PSTN 114 oder das Datennetz 110 geroutet werden. Das Datenpaketvermittlungsnetz 110 kann ein Internet sein, bei welchem es sich um eine Sammlung von Ports, durch ein Netz von Netzverbindungen verbunden, handelt.
Falls die Sprachinformation für den Host 112 bestimmt ist, wird die Sprachinformation gemäß dem Stand der Technik vor ihrer Übertragung von der MS 101 über die drahtlose Kommunikationsverbindung 102 in der MS 101 in Datentypinformation konvertiert. Die Datenkonvertierung umfasst ein Anhängen von Protokolldatenbits. Die angehängten Datenbits ermöglichen eine Übertragung und identifizieren das Routing der Sprachinformation in dem Datenpaketvermittlungsnetz 110. Der Host 112 kann mit dem Datennetz 110 an irgendeinem seiner Ports verbunden sein. Zum Beispiel erfolgen zur Anwendung einer Übertragung von Sprachinformation über Internet Protocol (IP) die an die Sprachinformation angehängten Datenbits gemäß IP. Die Sprachinformation mit ihren angehängten Datenbits gemäß IP wird durch das Datennetz 110 geroutet, um ihr Ziel an dem Host 112 zu erreichen. Falls die Sprachinformation für den Telefonteilnehmer 113, der mit dem PSTN 114 verbunden ist, bestimmt ist, wird die Sprachinformation gewöhnlich ohne die zusätzlichen Overheaddatenbits von der MS 101 übertragen.
Die MS 101 kommuniziert die Sprachinformation über die drahtlose Verbindung 102 gemäß "Um"-Schnittstelle wie in den GSM-Standards definiert an das BSS 118. Das BSS 118 kommuniziert die Sprachinformation dann über eine Verbindung 104 gemäß einer "Gb"-Schnittstelle wie durch den GSM-Standard definiert an einen Server 106. Die Kommunikation über die Verbindung 104 erfolgt vorzugsweise in einem Da tenpaketvermittlungsformat. Der Server 106 und ein Gateway 108 und ihre Verbindung 107 an einer "Gn"-Schnittstelle wie durch die GSM-Spezifikation definiert ermöglichen die Datenpaketvermittlungskommunikation zwischen dem BSS 118 und dem Datennetz 110. Das Gateway 108 kommuniziert über eine Verbindung 109 gemäß "Gi"-Schnittstelle wie durch die GSM-Spezifikation definiert mit dem Netz 110. Das Datennetz 110 überträgt die Sprachinformation an den Host 112.
Falls die von der MS 101 über die Verbindung 102 übertragene Sprachinformation durch das PSTN 114 geroutet werden soll, um einen Teilnehmer 113 zu erreichen, kommuniziert das BSS 118 die Sprachinformation durch eine Verbindung 117 an einen Mobilstationscontroller (MSC) 116. Die Verbindung 117 erfolgt gemäß einer "A"-Schnittstelle wie in den GSM-Standards definiert. Der MSC 116 überträgt die Sprachinformation über eine leitungsvermittelte Verbindung an einer Verbindung 115 an das PSTN 114. Das PSTN 114 ist gewöhnlich mit Telefonteilnehmern, wie z. B. Teilnehmer 113, verbunden. Das PSTN 114 arbeitet basierend auf Leitungsvermittlung. Folglich wird die Sprachinformation in dem PSTN 114 geroutet, um den Teilnehmer 113 zu erreichen.
Bezieht man sich auf 2, erkennt man, dass ein allgemeines Flussdiagramm 200 einer MS 101 gemäß dem Stand der Technik dargestellt wird. Ein Sprachcodec 210 codiert Sprachinformation, die durch die Stimme einer Person erzeugt oder künstlich hergestellt sein kann, um eine Sprachinformation 211 zu erzeugen. Die Sprachcodierung in dem Sprachcodec 210 erfolgt gemäß einem Sprachcodierschema, das durch den GSM-Standard definiert ist. Falls die Sprachinformation 211 zum Empfang durch den Host 112 bestimmt ist, wird die Sprachinformation 211 über eine Verbindung 290 an einen Daten- und Sprachkonverter 230 geroutet, um die Sprachinformation 211 in Datenpakete zu konvertieren, die zur Übertragung über das Datenpaketvermittlungsnetz 110 an den Host 112 geeignet sind. Als Folge versieht der Daten- und Sprachkonverter 230 die Sprachinformation 211 mit Overheaddatenbits. Der Daten- und Sprachkonverter 230 erzeugt Datenpakete 231.
Die Sprachinformation kann auch durch einen Dateninformationsgenerator 220 erzeugt werden; allerdings ist solche Sprachinformation schon in ein Format konvertiert, das zur Übertragung über das Datenpaketvermittlungsnetz 110 geeignet ist. Der Dateninformationsgenerator 220, wie z. B. ein Computer, erzeugt die Information in einem Datenpaket 221. Die Datenpakete 231 und 221 werden über eine Verbindung 291 zu einem Datenkanalcodec 240 geroutet. Der Datenkanacodec 240 kanalcodiert die Datenpakete 231 oder 221, um eine kanalcodierte Information 250 zu erzeugen. Die kanalcodierte Information 250 fließt über eine Verbindung 253 zu einem Hochfrequenz (HF)-Umsetzer 260. Der HF-Umsetzer 260 konvertiert die kanalcodierte Information 250 in ein geeignetes Format für eine Hochfrequenzübertragung von einer Antenne 261 über die drahtlose Verbindung 102. Die drahtlose Verbindung 102 erfolgt gemäß "Um"-Schnittstelle.
Ähnlich kanalcodiert ein Sprachkanalcodec 270 die Sprachinformation 211, um eine sprachkanalcodierte Information 251 zu erzeugen, falls die Sprachinformation 211 zum Empfang durch den Teilnehmer 113 bestimmt ist. Die sprachkanalcodierte Information 251 fließt über eine Verbindung 253 zu dem HF-Umsetzer 260. Der HF-Umsetzer 260 konvertiert die sprachkanalcodierte Information 251 in ein geeignetes Format zur Hochfrequenzübertragung von der Antenne 261 über die drahtlose Verbindung 102. Die drahtlose Verbindung 102 erfolgt gemäß "Um"-Schnittstelle.
Bezieht man sich auf 3, erkennt man, dass ein allgemeines Flussdiagramm 300 eines BSS 118 gemäß dem Stand der Technik dargestellt wird. Ein HF-Umsetzer 301 konvertiert das über die drahtlose Verbindung 102 empfangene HF-Signal in ein Signal 302 in einem geeigneten Format zum Empfang durch einen Sprachkanalcodec 306 oder einen Datenkanalcodec 305. Das Signal 302 kann in einem Bandformat auf digitaler oder analoger Basis vorliegen. Falls die durch die drahtlose Verbindung 102 übertragene Information, wobei Sprachinformation umfasst wird, in dem Datenkanalcodec 240 codiert wird, wird das Signal 302 an einen Datenkanalcodec 305 geroutet. Nach Decodierung des Signals 302 erzeugt der Datenkanalcodec 305 an der Verbindung 104 gemäß "Gb"-Schnittstelle die decodierte Information. Falls es sich bei der übertragenen Information um Sprachinformation handelt, erzeugt der Datenkanalcodec 305 die decodierte Information vorzugsweise in Sprachdatenpaketen an der Verbindung 104.
Falls die durch die drahtlose Verbindung 102 übertragene Sprachinformation in dem Sprachkanalcodec 270 codiert wird, wird das Signal 302 an den Sprachkanalcodec 306 geroutet. Der Sprachkanalcodec 306 decodiert die Sprachinformation und gibt die decodierte Sprachinformation an der Verbindung 117 gemäß "A"-Schnittstelle aus.
Bezieht man sich auf 4, erkennt man, dass ein Flussdiagramm 400 eines BSS gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt wird. Falls die durch die drahtlose Verbindung 102 übertragene Information durch einen Datenkanalcodec, wie z. B. Datenkanalcodec 240, codiert wird, wird das Signal 302 zu dem Datenkanalcodec 305 geroutet. Der Datenkanalcodec 305 erzeugt decodierte Dateninformation an der Verbindung 104 gemäß "Gb"-Schnittstelle. Eine Kommunikation über die Verbindung 104 basiert vorzugsweise auf Datenpaketvermittlung. Falls die durch die drahtlose Verbindung 102 übertragene Information durch einen Sprachkanalcodec, wie z. B. Sprachkanalcodec 270, codiert wird, wird das Signal 302 zu einem Sprachkanalcodec 406 geroutet. Der Sprachkanalcodec 406 gibt die decodierte Sprachinformation an der Verbindung 117 gemäß "A"-Schnittstelle aus. Falls die Sprachinformation durch das Datenpaketvermittlungsnetz 110 zu routen ist, decodiert der Sprachkanalcodec 406 das Signal 302 und gibt ein Signal 410 aus. Das Signal 410 überträgt die decodierte Sprachinformation an einen Protokolladapter 420. Der Protokolladapter 420 passt die durch das Signal 410 empfangene decodierte Sprachinformation an ein Datenpaketvermittlungsformat an und gibt dementsprechend ein Signal 430 aus. Das Signal 430 überträgt die Sprachinformation in einem geeigneten Datenpaketvermittlungsformat zur Übertragung über das Datennetz 110 an der Verbindung 104 gemäß "Gb"-Schnittstelle. Da der Protokolladapter 420 die Sprachinformation an ein Format anpasst, das zur Datenpaketvermittlung geeignet ist, ist es deshalb nicht erforderlich, dass die MS 101 die Sprachinformation durch einen Datenkanalcodec codiert. Die Sprachinformation wird von der MS 101 übertragen und durch ein Datenpaketvermittlungsnetz 110 geroutet, ohne dass ein wesentlicher Teil der Kommunikationsbandbreite der drahtlosen Verbindung 102 in Anspruch genommen wird.
Der Protokolladapter 420 kann auch verwendet werden, um Sprachinformation mit dem Datenkanalcodec 305 auszutauschen. In solch einem Fall ermöglicht eine Verbindung 490 ein Anpassen von Sprachinformation, die von dem Datenkanalcodec 305 empfangen oder übertragen wird. Die angepasste Sprachinformation wird durch den Datenkanalcodec 305 kanalcodiert oder -decodiert. Die angepasste Sprachinformation weist nicht die üblichen Overheaddatenbits auf, auch wenn die Sprachinformation durch den Datenkanalcodec 305 codiert wird. Als Folge wird die drahtlose Kommunikationsbandbreite für eine Kommunikation von Sprachinformation gewahrt.
Als Folge erfordert ein GSM-System, das General Packet Radio Services (GPRS) zusammen mit herkömmlichen PSTN-Diensten zur Verfügung stellt, nicht, dass seine Mobilstationen datenkanalcodierte Sprachinformation übertragen, wenn die Sprachinformation für einen Host bestimmt ist, der mit einem Datenpaketvermittlungsnetz verbunden ist. Die Sprachinformation wird durch das Datenpaketvermittlungsnetz 110 geroutet, ohne dass die Sprachinformation mit Overheaddatenbits versehen wird, bevor sie von den Mobilstationen übertragen wird. Daher wird die Kommunikationsbandbreite der drahtlosen Verbindung 102 effizient verwendet.
Vorteile der Erfindung umfassen die Fähigkeit des Kommunikationssystems, ein vordefiniertes Sprachkanalcodierschema zu verwenden, das zum Sprachkanalcodieren der Sprachinformation vorgesehen ist, wenn die Sprachinformation über das Datenpaketvermittlungsnetz 110 geroutet werden soll. Als Folge kann die MS 101 zusätzlich zu anderen GSM-Standard-Sprachkanalcodecs einen Sprachkanalcodec umfassen, der ein Codierschema aufweist, das zur Kanalcodierung von Sprachinformation optimiert ist.
Mit Bezug auf 4 wird dargestellt, dass der Sprachkanalcodec 406 das Signal 302 gemäß dem vordefinierten Codierschema decodiert, falls das Signal 302 Sprachin formation überträgt, die gemäß einem vordefinierten Codierschema codiert ist. Ein Selektor selektiert das Codierschema und der Sprachkanalcodec 406 erzeugt die decodierte Sprachinformation gemäß dem selektierten Codierschema, bei dem es sich entweder um ein GSM-Standard-Sprachcodierschema oder das vordefinierte Codierschema handeln kann. So ein Selektor wird nicht dargestellt, da er in dem Flussdiagramm 400 auf viele unterschiedliche Arten umfasst sein kann. Der am meisten geeignete Platz für solch einen Selektor befindet sich allerdings in dem Sprachkanalcodec 406. Das vordefinierte Kanalcodierschema ist zum Übertragen von Sprachinformation über das Datennetz 110 optimiert.
Bezieht man sich auf 5, erkennt man, dass ein Flussdiagramm 500 einer MS 101 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt wird. Die Sprachinformation 211 wird zu einem Sprachkanalcodec 570 geroutet. Der Sprachkanalcodec 570 kanalcodiert die Sprachinformation 211 gemäß dem GSM-Standard-Sprachkanalcodierschema oder einem vordefinierten Codierschema, das zum Übertragen der Sprachinformation 211 in einem paketierten Format über die Luftschnittstelle, wie z. B. Schnittstelle "Um", optimiert ist. Ein Selektor, nicht dargestellt, selektiert das geeignete Codierschema. Der Selektor wird nicht dargestellt, da er auf viele unterschiedliche Arten implementiert sein kann. Solch ein Selektor ist der Interworkingoperation des Sprachkanalcodecs 570 vorzugsweise immanent. Falls die Sprachinformation 211 zum Empfang durch den Teilnehmer 113, mit dem PSTN 114 verbunden, bestimmt ist, wird Standard-GSM-Sprachcodierung selektiert. Falls die Sprachinformation 211 zum Empfang durch den Host 112, mit dem Datenpaketvermittlungsnetz 110 verbunden, bestimmt ist, wird das vorde finierte Codierschema selektiert. Das vordefinierte Kanalcodierschema ist zur effizienten Kanalcodierung von paketierter Sprachinformation zur drahtlosen Schnittstellenkommunikation optimiert. Als Folge wird die Bandbreite der drahtlosen Verbindung 102 für eine Kommunikation von Sprachinformation gewahrt.
Das Codierschema in dem Sprachcodec 210 wird mit dem vordefinierten Kanalcodierschema gepaart, um das effizienteste Verfahren zum Kommunizieren der paketierten Sprachinformation über die Luftschnittstelle zur Verfügung zu stellen. In einem Fall, wo das vordefinierte Codierschema nicht mit dem Sprachcodierschema in dem Sprachcodec 210 verbunden ist, kann die Sprachinformation 211 direkt an den Datenkanalcodec 240 geroutet werden, während der Daten- und Sprachkonverter 230 über eine Verbindung 590 umgangen wird. Zwar kann die Datenkanalcodiersprachinformation 211 ohne Ausführen der Daten- und Sprachkonvertierung in dem Daten- und Sprachkonverter 230 eine etwas geringere Sprachqualität als wünschenswert ist erzeugen, doch ist solch ein Verfahren effizient, um die paketierte Sprachinformation über die Luftschnittstelle zu kommunizieren. In solch einem Fall kann die Verminderung bei der Sprachqualität unter gewissen Umständen zulässig sein.
Für den Fall, dass der Dateninformationsgenerator 220 ein Datenpaket 221 erzeugt, das Sprachinformation, wie z. B. computergenerierte Sprachinformation, umfasst, kann das Datenpaket 221 zu einem Protokolladapter 520 geroutet werden, um das Datenpaket 221 an ein Format anzupassen, das zur Sprachkanalcodierung durch den Sprachkanalcodierer 570 geeignet ist. Verbindungen 530 und 510 ermöglichen solches Routing. Ein Selektor, nicht dargestellt, selektiert, ob Datenpakete 221, an der Verbindung 291 empfangen, durch den Datenkanalcodec 240 oder 570 zu codieren sind. Falls die Datenpakete 221 Sprachtypinformation übertragen, codiert vorzugsweise der Sprachkanalcodec 570 die Datenpakete 221. Darüber hinaus codiert der Sprachkanalcodec 570 die Datenpakete 221 vorzugsweise, wenn die Datenpakete 221 Sprachinformation übertragen und solche Sprachinformation durch das Datenpaketvermittlungsnetz 110 geroutet werden soll. Die Datenpakete 221 werden durch den Protokolladapter 520 an ein geeignetes Format zur Sprachcodierung in dem Sprachkanalcodec 570 angepasst.
Für den Fall, dass die konvertierten Datenpakete 211 an der Verbindung 510 kein Kanalcodierschema aufweisen, das mit dem in dem Dateninformationsgenerator 220 verwendeten Sprachcodierschema verbunden ist, werden die konvertierten Datenpakete 211 an der Verbindung 510 über eine Verbindung 592 zur Kanalcodierung an den Datenkanalcodec 240 geroutet. Zwar kann ein Datenkanalcodieren der konvertierten Datenpakete 211 an der Verbindung 510 eine etwas geringere Sprachqualität als wünschenswert ist erzeugen, doch ist solch ein Verfahren effizient, um die paketierte Sprachinformation über die Luftschnittstelle zu kommunizieren. Die Verminderung bei der Sprachqualität kann in solch einem Fall unter gewissen Umständen zulässig sein.
Falls die Sprachinformation in Datenpaket 221 zum Empfang durch den mit dem PSTN 114 verbundenen Teilnehmer 113 bestimmt ist, wird in dem Sprachkanalcodec 570 Standard-GSM-Sprachcodierung selektiert. Falls die Sprachinformation in Datenpaket 221 zum Empfang durch den mit dem Datenpaketvermittlungsnetz 110 verbundenen Host 112 bestimmt ist, wird das vordefinierte Codierschema selektiert. Das vorde finierte Codierschema stellt für dieselbe Menge an Overheaddatenbits eine bessere Sprachqualität zur Verfügung als das Datenkanalcodierschema. Die Menge an Overheaddatenbits in dem vordefinierten Codierschema kann wesentlich geringer sein als die Menge an Overheaddatenbits in dem Datenkanalcodierschema, während dieselbe Sprachqualität aufrechterhalten wird. Als Folge wird die Bandbreite der drahtlosen Verbindung 102 für eine Kommunikation von Sprachinformation gewahrt.
Bezieht man sich auf 6, erkennt man, dass eine Funktionsbeschreibung des Protokolladapters 420 dargestellt wird. Die Datenpakete werden durch das Signal 430 an der Verbindung 104 empfangen und gemäß einer Protokollstapelung 610 übertragen. Solch eine Protokollstapelung umfasst das Internet-Protokoll (IP). Auch durch das Signal 410, das von dem Sprachkanalcodec 406 empfangen oder übertragen wird, wird eine Protokollstapelung 620 beachtet. Für weitere Information in Bezug auf die Protokollstapelung beziehen Sie sich bitte auf den GSM-Standard. Die Protokollstapelung 620 ist für eine Kommunikation von Sprachinformation mit dem Codec 406 geeignet und die Protokollstapelung 610 ist für das Datenpaketvermittlungsnetz 110 geeignet. Der Protokolladapter 420 passt das Protokoll, das durch das Signal 430 übertragen wird, an das Signal 410 an und passt das Protokoll, das durch das Signal 410 übertragen wird, an das Signal 430 an.
Bezieht man sich auf 7, erkennt man, dass eine Funktionsbeschreibung des Protokolladapters 520 dargestellt wird. Die Datenpakete, die durch das Signal 530 empfangen oder übertragen werden, werden an eine Protokollstapelung 710 angepasst. Solch eine Protokollstapelung umfasst das Internet-Protokoll (IP). Dementsprechend wird durch das Signal 510 eine Protokollstapelung 720 zur Kommunikation von Sprachinformation beachtet. Für weitere Information in Bezug auf die Protokollstapelung beziehen Sie sich bitte auf den GSM-Standard. Die Protokollstapelung 720 ist zur Kommunikation von Sprachinformation an den Sprachkanalcodec 570 geeignet und die Protokollstapelung 710 ist zur Datenpaketkommunikation an der Verbindung 291 mit dem Dateninformationsgenerator 220 geeignet. Der Protokolladapter 520 passt das Protokoll des Signals 530 an das Signal 510 an und passt das Protokoll des Signals 530 and das Signal 510 an.
Bezieht man sich auf 8, erkennt man, dass eine Funktionsbeschreibung einer Protokollstapelung an verschiedenen Verbindungen in dem Kommunikationssystem 100 gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung dargestellt wird. Die Kommunikationsprotokollstapelungen 850-855 an verschiedenen Schnittstellen in dem Kommunikationssystem 100 werden für einen Fall dargestellt, wenn die Information, die zwischen dem Netz und der Mobilstation kommuniziert wird, gemäß einem Datenkanalcodierschema codiert wird. Die drahtlose Schnittstelle an der Schnittstelle "Um" umfasst viele Datenbits, die den Protokollstapelungen an 850 und 851 zugeordnet sind. Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfolgen die Protokollstapelungen an verschiedenen Schnittstellen in dem Kommunikationssystem 100 gemäß Protokollstapelungen 801-806. Eine wesentliche Anzahl an Overheaddatenbits, der Protokollstapelung zugeordnet, ist eliminiert worden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die kanalcodierte Sprachinformation mit der Protokollstapelung 801 gemäß "Um"-Schnittstellenstandard von der MS 101 übertragen. Nach der Hochfrequenzumsetzung in dem HF-Umsetzer 301 und der Decodierung in dem Sprachkanalcodec 406 weist das Signal 410 eine Protokollstapelung gemäß der Protokollstapelung 802 auf. Der Protokolladapter 420 passt die Protokollstapelung 802 an eine Protokollstapelung 803 gemäß "Gb"-Schnittstelle an. Die Protokollstapelungen 804, 805 und 806 ermöglichen es, dass die Sprachinformation durch das Netz 110 an den Host 112 übertragen wird. Da die Kommunikation an der "Um"-Schnittstelle ohne Übertragung überschüssiger Protokolloverheaddatenbits ausgeführt wird, wird gemäß der Erfindung die Kommunikationsbandbreite effizient verwendet, während, wie Voice over IP, Sprachinformation über ein Datenpaketvermittlungsnetz 110 übertragen wird.
Zur Kommunikation von Sprachinformation, die von dem Host 112 erzeugt wird, wird die Sprachinformation in Datenpaketvermittlungsformat an der Verbindung 104 durch den Protokolladapter 420 an ein Format angepasst, das zur Sprachkanalcodierung in dem Sprachkanalcodec 406 geeignet ist. Der Sprachkanalcodec 406 codiert die empfangene Sprachinformation gemäß einem selektierten Sprachkanalcodierschema. Bei dem selektierten Codierschema kann es sich um ein vordefiniertes Codierschema, das zur Kommunikation von Sprachinformation über ein Datenpaketvermittlungsnetz optimiert ist, oder ein Standard-GSM-Sprachkanalcodierschema handeln. Die codierte Sprachinformation wird in der HR-Umsetzung 301 in eine geeignete Hochfrequenz aufwärtsgewandelt und über die drahtlose Verbindung 102 übertragen. Demgemäß ist die Sprachinformation bei der Übertragung über die drahtlose Verbindung 102 ohne irgendwelche angehängten Protokollbits. Als solches wird die Kommunikationsbandbreite der drahtlosen Verbindung 102 gewahrt.
Das über die drahtlose Verbindung 102 übertragene HF-Signal wird in dem HF-Umsetzer 260 abwärtsgewandelt. Das abwärtsgewandelte Signal wird abhängig von der selektierten Kanalcodierung an der Sendequelle entweder zu dem Sprachkanalcodec 570 oder dem Datenkanalcodec 240 geroutet. Falls die Sprachinformation in der Sendequelle sprachkanalcodiert wird und an den Dateninformationsgenerator 220 geroutet werden soll, passt der Protokolladapter 520 nach der Decodieroperation die decodierte Sprachinformation an der Verbindung 510 an ein geeignetes Format an der Verbindung 530 zum Empfang durch den Dateninformationsgenerator 220 an. Ansonsten wird die Sprachinformation in dem Sprachkanalcodec 570 decodiert und an den Sprachcodec 210 geroutet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Erfindung einen Schritt zum Aktivieren des Protokolladapters 420, so dass er sein Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation ausführt. Solch eine Aktivierung wird durch das BSS 118 gesteuert. Sobald der Protokolladapter 420 aktiviert ist, muss die MS 101 den Datenkanalcodec 240 zur Kommunikation von Sprachinformation verwenden. Das BSS 118 überträgt über die drahtlose Verbindung 102 eine Nachricht an die MS 101, die die MS 101 anweist, von dem Datenkanalcodec 240 zu dem Sprachkanalcodec 570 zu wechseln. Danach wechselt die MS 101 die Kanalcodierung der Sprachinformation zu dem Sprachkanalcodec 570.
Alternativ kann das Aktivieren des Protokolladapters 420 über die drahtlose Verbindung 102 durch die MS 101 gesteuert werden. Die MS 101 überträgt eine Nachricht an das BSS 118, die das BSS 118 anweist, den Protokolladapter 420 zu aktivieren. Sobald der Protokolladapter 420 aktiviert ist und bereit ist, das Anpassen des Formats der decodier ten Sprachinformation 410 zu beginnen, braucht die MS 101 den Datenkanalcodec 240 nicht länger zur Kommunikation von Sprachinformation verwenden. Danach wechselt die MS 101 von dem Datenkanalcodec 240 zu dem Sprachkanalcodec 570.
Ähnlich kann der Protokolladapter 520 aktiviert werden, so dass der Sprachkanalcodec 570 zum Codieren von Sprachinformation verwendet wird, die an dem Daten erzeugenden Gerät 220 beginnt. Die Aktivierung kann durch das BSS 118 über die drahtlose Verbindung 102 gesteuert werden. Das BSS 118 überträgt eine Nachricht an die MS 101, die die MS 101 anweist, von dem Datenkanalcodec 240 zu dem Sprachkanalcodec 570 zu wechseln. Alternativ kann die Aktivierung durch die MS 101 ohne irgendeine sichtbare Änderung in dem BSS 118 gesteuert werden. Das BSS 118 empfängt die Sprachinformation, als ob sie von dem Sprachcodec 210 erzeugt wäre.
Zwar wurde die Erfindung insbesondere in Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform dargestellt und beschrieben, doch versteht es sich für den Fachmann, dass darin verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne dass von dem Umfang der Erfindung wie durch die angehängten Ansprüche definiert abgewichen wird.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikation von Sprachinformation zwischen einer Mobilstation (MS) und einem Host durch ein Basisstationssystem (BSS) und ein Datenpaketvermittlungsnetz, wobei das Verfahren die Schritte umfasst Herstellen einer drahtlosen Verbindung (102) zwischen der MS und dem BSS; Kanalcodieren der Sprachinformation gemäß einem Kanalcodierschema, um kanalcodierte Sprachinformation zu erzeugen; Übertragen der kanalcodierten Sprachinformation über die drahtlose Verbindung (102); Empfangen der kanalcodierten Sprachinformation über die drahtlose Verbindung (102); Kanaldecodieren der kanalcodierten Sprachinformation basierend auf dem Kanalcodierschema, um decodierte Sprachinformation zu erzeugen; und Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation an ein Datenpaketvermittlungsformat, geeignet zur Übertragung der decodierten Sprachinformation über das Datenpaketvermittlungsnetz, oder Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation von einem Datenpaketvermittlungsformat an ein Format, das für das Kanalcodieren geeignet ist, wobei der Schritt zum Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation umfasst, dass Protokolldatenbits zu der decodierten Sprachinformation hinzugefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das darüber hinaus die Schritte umfasst: Austauschen von Dateninformation von einem Dateninformationsgeneratorgerät; und Anpassen des Formats der Dateninformation gemäß einem Sprachinformationsformat, um die Sprachinformation zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt zum Anpassen des Formats der Dateninformation entweder ein Entfernen oder Hinzufügen einer Protokollstapelung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation entweder ein Entfernen oder Hinzufügen einer Protokollstapelung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Protokollstapelung gemäß einer Internetprotokollstapelung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das darüber hinaus den Schritt zum Aktivieren des Schritts zum Anpassen des Formats der decodierten Sprachinformation, gesteuert entweder durch das BSS oder die MS über die drahtlose Verbindung (102), umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das darüber hinaus den Schritt zum Übertragen einer Nachricht von dem BSS über die drahtlose Verbindung (102) an die MS umfasst, die die MS anweist, vom Austauschen der Sprachinformation im Datenmodus zu einem Sprachmodus zu wechseln.
Verfahren nach Anspruch 2, das darüber hinaus den Schritt zum Aktivieren des Schritts zum Anpassen des Formats der Dateninformation, ausgeführt entweder durch das BSS oder die MS über die drahtlose Verbindung (102), umfasst.
Vorrichtung zum Bereitstellen einer Kommunikation von Sprachinformation zwischen einer Mobilstation (MS) und einem Host durch ein Basisstationssystem (BSS) und ein Datenpaketvermittlungsnetz, das mit dem Host verbunden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Konvertieren (301) eines von der MS übertragenen Hochfrequenzverbindungssignals in ein kanalcodiertes Informationssignal; ein Sprachkanalcodecmittel (406), mit den Mitteln zum Konvertieren des Hochfrequenzverbindungssignals gekoppelt, um Sprachinformation des kanalcodierten Informationssignals zu decodieren, um ein decodiertes Sprachinformationssignal zu erzeugen, wobei das Mittel zum Sprachkanalcodieren Mittel umfasst, um ein Sprachkanalcodierschema aus einer Mehrzahl von Kanalcodierschemata zu selektieren; ein Datenkanalcodecmittel (305), mit den Mitteln zum Konvertieren des Hochfrequenzverbindungssignals gekoppelt, um Dateninformation des kanalcodierten Informationssignals zu decodieren, um ein decodiertes Dateninformationssignal zu erzeugen; Mittel zum Anpassen (420) des Protokollformats des decodierten Sprachinformationssignals gemäß einem Datenpaketvermittlungsformat, um ein Sprachinformation übertragendes Datenpaketvermittlungssignal zu erzeugen; Mittel zum Koppeln des Sprachinformation übertragenden Datenpaketvermittlungssignals und decodierten Dateninformationssignals mit dem Datenpaketvermittlungsnetz.
Vorrichtung zum Bereitstellen einer Kommunikation von Sprachinformation zwischen einer Mobilstation (MS) und einem Host durch ein Basisstationssystem (BSS) und ein Datenpaketvermittlungsnetz, das mit dem Host verbunden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Sprachcodecmittel (210), das ein Sprachinformationssignal erzeugt; Mittel für einen Daten- und Sprachkonverter (230), mit dem Sprachcodecmittel gekoppelt, um das Sprachinformationssignal in ein erstes Dateninformationssignal zu konvertieren; Mittel zum Erzeugen (220) eines zweiten Dateninformationssignals; Mittel zum Datenkanalcodieren (240) des ersten Dateninformationssignals und des zweiten Dateninformationssignals; Mittel zum Sprachkanalcodieren (570) des Sprachinformationssignals, wobei die Mittel zum Sprachkanalcodieren Mittel umfassen, um ein Sprachkanalcodierschema aus einer Mehrzahl von Kanalcodierschemata zu selektieren; Mittel für einen Protokolladapter (520), mit den Mitteln zum Erzeugen des zweiten Dateninformationssignals gekoppelt, um das zweite Dateninformationssignal an ein Sprachkanalformat anzupassen, das zur Sprachkanalcodierung durch die Mittel zum Sprachkanalcodieren geeignet ist; Mittel zur Hochfrequenzumsetzung (260) der kanalcodierten Signale, erzeugt durch die Mittel zur Sprachkanalcodierung und Mittel zur Datenkanalcodierung, um ein Hochfrequenzverbindungssignal zur Übertragung an das BSS zu erzeugen.