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通过分组数据网络传送编码信息的方法

基本信息

  • 申请号 CN00810055.1 
  • 公开号 CN1364368A 
  • 申请日 2000/07/06 
  • 公开日 2002/08/14 
  • 申请人 诺基亚公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 托米·科伊斯蒂宁  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 芬兰埃斯波 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 李强 
  • 有效性 期限届满 
  • 法律状态 【期限届满】
  •  

摘要

本发明涉及用于传送有关自由汇接操作信息的方法(300、400、500),其中:一个蜂窝网络与一个分组网络相连,该蜂窝网络包含一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元;一个实体与该分组网络相连,该实体可以是一个第二网络或是一个终端;数据通过该分组网络,在位于该分组网络第一侧的所述编码一解码单元与位于该分组网络第二侧的所述实体之间传送。
根据本发明的方法的特征在于,关于分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息,通过该分组网络传送(320、420、520)到该分组网络的第二侧。
本发明还涉及一种解码信息交换设备(611)、一种网关(610)、一种解码信息传送设备(601)和一种蜂窝网络部件(600)。
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权利要求书

1、用于传送有关自由汇接操作信息的一种方法(300、400、 500),其中 —一个蜂窝网络与一个分组网络相连,该蜂窝网络包含一个具有   自由汇接操作能力的编码-解码单元, —一个实体与该分组网络相连,该实体可以是一个第二个网络或   是一个终端,以及 —数据通过该分组网络,在位于该分组网络第一侧的所述编码-   解码单元与位于该分组网络第二侧的所述实体之间传送,其特   征在于,关于该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作   能力的信息,通过该分组网络传送(320、420、520)   到该分组网络的另一侧。
2、根据权利要求1的方法,其特征在于,关于该分组网络第二侧 上的解码能力和自由汇接操作能力的信息被传送(321、4 21、521)到该分组网络的第一侧。
3、根据权利要求1的方法,其特征在于,该蜂窝网络通过一个第 一网关连接到该分组网络,所述实体通过一个第二网关连接到 该分组网络,所述信息从第一网关传送到第二网关。
4、根据权利要求3的方法,其特征在于,所述第一网关包含一个 媒体网关和一个媒体网关控制器,所述信息从该媒体网关控制 器传送到第二网关。
5、根据权利要求1的方法,其特征在于,该分组网络第一侧上的 自由汇接操作能力和解码能力,以及当前用于该分组网络所述 侧上的蜂窝网络中的解码方法,都被传送(320)到该分组网 络的第二侧。
6、根据权利要求5的方法,其特征在于,关于当前解码方法的信 息从自由汇接操作帧中得出(310、311),这些帧包含 在发往该分组网络的数据流中。
7、根据权利要求6的方法,其特征在于,关于当前用于该分组网 络第一侧上的蜂窝网络中的编码方法的信息从自由汇接操作帧 中得出(310、311),这些帧包含在发往该分组网络的 数据流中。
8、根据权利要求5的方法,其特征在于,关于该分组网络第一侧 上的蜂窝网络的解码能力的信息,被传送(420、520) 到该分组网络的第二侧。
9、根据权利要求8的方法,其特征在于,关于该分组网络第一侧 上的蜂窝网络的解码能力的信息,是通过从所述蜂窝网络传送 所述信息来建立的(410,510)。
10、根据权利要求8的方法,其特征在于,所述实体是一个蜂窝网 络,而且 —每个蜂窝网络的编码和解码能力被传送到其它蜂窝网络,以及 —当某个连接建立时,在这些蜂窝网络之间协商(540)在该   连接中使用的编码和解码方法。
11、根据权利要求10的方法,其特征在于,如何传送来自每个蜂 窝网络的数据流的指令,从蜂窝网络发送(550、551)给该 分组网络。
12、根据权利要求1的方法,其特征在于,采用某种为实时应用定 义的协议通过该分组网络传送呼叫;采用某种用于实时应用的协议, 将关于该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息 传送到该分组网络第二侧。
13、根据权利要求12的方法,其特征在于,关于解码能力和自由 汇接操作能力的信息在RTCP消息中传送。
14、根据权利要求12的方法,其特征在于,关于解码能力和自由 汇接操作能力的信息在RTP消息中传送。
15、根据权利要求12的方法,其特征在于,关于解码能力和自由 汇接操作能力的信息在H.245信令消息中传送。
16、一种解码信息交换设备(611),用于通过一个分组网络交 换信息,该设备包括 —装置(614),用于建立关于该分组网络它这一侧上的自由   汇接操作能力的自由汇接操作信息,以及 —装置(616),用于通过该分组网络发送数据结构,其特征   在于它还包括 —装置(612),用于建立关于该分组网络它这一侧上的解码   器的解码信息, —装置(615),用于建立一种包含所述自由汇接操作信息和   至少某一部分所述解码信息的数据结构,以及 —装置(617),用于接收关于该网络另一侧上的自由汇接操   作能力的信息和解码信息。
17、根据权利要求16的设备,其特征在于, —所述用于建立解码信息的装置(612)包括装置(813),   装置(813)用来建立关于通过该分组网络的一定连接中使   用的解码器的信息。
18、根据权利要求16的设备,其特征在于它还包含用于接收关于 处理自由汇接操作帧的指令的装置(619)。
19、一种网关(610),用于连接第一网络和第二网络的某一侧, 该第二网络是一个分组网络,这种网关包括 —装置(614),用于建立关于第二网络所述侧上的自由汇接   操作能力的自由汇接操作信息,以及 —装置(616),用于通过第二网络发送数据结构,其特征在   于它还包括 —装置(612),用于建立关于第二网络所述侧上的解码器的   解码信息, —装置(615),用于建立一种包含所述自由汇接操作信息和   至少某一部分所述解码信息的数据结构,以及 —装置(617),用于接收关于第二网络另一侧上的自由汇接   操作能力信息和解码信息。
20、一种解码信息传送设备(601),其特征在于 —它包含用于建立关于一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装置   (602),以及 —用于建立解码信息的所述装置(602)包含用于将至少某一   部分所述解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
21、根据权利要求20的设备,其特征在于,所述用于建立解码信 息的装置(602)包含装置(603),装置(603)用于建 立关于某一连接中所使用的解码器的信息。
22、根据权利要求20的设备,其特征在于, —所述用于建立解码信息的装置(602),包含用于建立关于   该蜂窝网络中可用的编码器和解码器的信息的装置,以及 —该设备还包含装置(604),用于协商在某一连接中所使用   的编码器和解码器。
23、根据权利要求22的设备,其特征在于,它还包含装置(60 5),用于指示该蜂窝网络之外的网络部件处理沿所述连接传送的 数据。
24、一种蜂窝网络部件(600),其特征在于 —它还包含装置(602),用于建立关于一个蜂窝网络中解码   器的解码信息,以及 —所述用于建立解码信息的装置(602)包含用于将至少某一   部分所述解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
25、根据权利要求24的蜂窝网络部件,其特征在于,所述用于建 立解码信息的装置(602)包含装置(603),装置(603) 用于建立关于通过该分组网络的某一连接中所使用的解码器的信 息。
26、根据权利要求24的蜂窝网络部件,其特征在于它还包含装置 (604),用于与另外的蜂窝网络协商某一连接中所使用的编码 器和解码器。
27、根据权利要求26的蜂窝网络部件,其特征在于它还包含装置 (605),用于指示该蜂窝网络以外的网络部件处理沿所述连接 传送的数据。
28、根据权利要求26的蜂窝网络部件,其特征在于它是UMTS网 络的一个网络部件。
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说明书

本发明在一般意义上涉及避免在包括蜂窝网络的数据连接中对 数据进行多重编解码,特别涉及将自由汇接操作(tandem free operation,TFO)扩展到越过非常规电话网络的连接。
在常规PSTN(公用交换电话网)中,数字化语音形式需要64kbps 进行传送。
蜂窝网络中,在通过无线接入网络发送语音之前,采用 有效的语音编码方法来压缩数字化语音。
利用解码得到一个与初始 的数字化语音流相似的数据流,如在将语音进一步传送到PSTN之前 进行这样的解码。
蜂窝网络中采用的编码方法将语音压缩成一个数 据流,该数据流可以在蜂窝网络的固定部分中以低于16kbps的速率 进行传送。
在蜂窝网络的无线接入网络部分中,还需要进行信道编 码,编码语音的格式也与蜂窝网络的固定部分中的格式不同。
如果呼叫方和被呼叫方都使用移动台,那么,在没有任何预防 措施时,语音被编解码两次,因为它必须通过无线接入网络传送两 次。
这种双重解码会损害语音的质量。
如果通过蜂窝网络以及蜂窝 网络之间可能的PSTN传送编码过的语音,就有可能只对语音进行一 次编码。
这种操作称为自由汇接操作(TFO)。
图1给出了GSM(全球移动通信系统)网络中自由汇接操作的 一个示例。
为了清晰起见,图1中显示的是单向连接。
通常连接都 是双向的,两个方向上都执行同样的功能。
移动台MS1 101通过无 线接入网络与基站BS1 102通信。
利用图1所示的编码器C在移动 台中对数字化的语音进行编码。
在移动台和基站之间,编码语音为 对于空中接口(air interface)比较典型的格式。
从基站向前, 编码后的语音以一种称为TRAU帧的格式传载到代码转换器与速率适 配单元(TRAU)。
图1中,基站BS1将编码语音传送到TRAU1 103。
语音编码中不涉及基站控制器,所以图1中没有示出。
代码转换器与速率适配单元(TRAU)通常对语音进行解码,并 将它作为脉冲编码调制(PCM)信号再发送,该信号以64kbps的速 率传载数据。
该语音被发送到移动业务交换中心(MSC),MSC将它 转发给另一个MSC或者公用电话网。
图1中,TRAU1对编码语音进 行解码(解码器D),并将解码语音传送给MSC1 104,再经由PSTN 105 转发给另一个蜂窝网络。
MSC2 106进一步将解码语音转发给TRAU2 107,在此对语音进行编码(编码器C’)并将其插入到TRAU帧。
基 站BS2 108将TRAU帧转换为无线接入网络格式,并通过空中接口 将数据传送到移动台MS2 109。
在该移动台中对编码语音进行解码 (解码器D’)。
图1中不同的箭头110、111和112,用来表示数据显示格式和 传载数据的信号。
虚线箭头110表示编码语音和空中接口;实线箭 头111表示需要一个8kbps或16kbps的传送信道的TRAU帧;粗 箭头112表示PCM信号以及需要一个64kbps的传送信道的解码语 音。
如果呼叫中所涉及的移动台和TRAU有共同的编码器-解码器 对,就可能只对语音进行一次编码。
在图1所示的情况下,在自由 汇接操作中,语音在MS1中编码,在MS2中解码。
TRAU1将TRAU帧 作为解码语音内的TFO TRAU帧来转发(图1中箭头113)。
TRAU1 也进行解码,解码语音被传送给TRAU2,但这只用于TRAU2不能从 它接收的数据中提取TFO TRAU帧的情况下。
如果TRAU2检测到TFO TRAU帧,它就将TFO TRAU帧传载的解码语音以TRAU帧形式转发给 BS2。
这样,自由汇接操作就要求TRAU具有特殊功能,即TFO能力。
实际上,TFO能力意味着以下三个方面。
首先,TRAU可以协商使用 哪一个编码器;第二,TRAU可以将TFO TRAU帧作为PCM信号的一 部分,在彼此间互相传送;第三,TRAU可以从输入的PCM信号中提 取TFO TRAU帧。
在GSM中,TFO TRAU帧通过PCM传载,从而,每 个8比特长语音采样值中最低的一个或两个有效位由TFO TRAU帧 信息来替换。
这样,TFO TRAU帧信息就在64kbps PCM流的8kbps 或16kbps子流中传载。
目的TRAU就可以忽略PCM信号的其它部 分,而将TFO TRAU帧作为TRAU帧向目的移动台转发。
呼叫中涉及的代码转换器与速率适配单元利用TFO带内信令来 协商语音编码器。
该信令通过修改TRAU帧结构的某些位来执行。
TRAU 帧和TFO TRAU帧中传载的数据除TFO信令位以外基本上是相同的。
在呼叫的开始,每个TRAU单元可能选择各自使用的编码器,但是, 如果两个TRAU都支持自由汇接操作,则可以协商使用一个共同的编 码器。
即使已经同意使用一个共同的编码器之后,解码语音通常也 要在PCM信号中传送。
这是因为,在切换后呼叫中涉及的两个TRAU 可能都不支持自由汇接操作。
在下面的术语中,TFO帧用来表示传载编码数据、有关编码器 以及编码-解码单元自由汇接操作能力的信息的帧。
这些TFO帧在蜂 窝网络的编-解码单元之间进行交换。
目前的自由汇接操作都在两个蜂窝网络之间工作,或是在两个 蜂窝网络经由一个PSTN连接时自由汇接操作工作。
不过,近些年来, 利用如因特网这样的分组网络作为传送媒体的实时数据应用急剧上 升。
这些实时应用能够支持语音呼叫和视频呼叫。
可以采用因特网 或其它分组网络而不是PSTN来作为蜂窝网络间的传送媒质。
特别是 那些至少部分地基于分组的第三代网络,蜂窝网络间使用分组网络 是一种很自然的选择。
为了给通过那些不保证业务质量(QoS)的网络所进行的音频、 视频和数据通信定义一个标准框架,国际电信联盟(ITU)建立了 H.323规范。
例如,分组网络就可以是这样的网络。
H.323规范的 目的是允许来自不同厂商的多媒体产品和应用进行互操作。
在图2显示的情况中,两个GSM网络经由一个IP(因特网协议) 网络连接。
6SM网络201、202分别通过一个IP语音(VoIP)网关 连接到IP网络203。
这些VoIP网关204、205连接到MSC104、106。
它们从蜂窝网络接收64kbps的解码语音作为PCM信号(图2中的 箭头112),并压缩该数据流。
然后,将压缩的数据流通过IP网络 传送给另一个VoIP网关(图2中的箭头210)。
通常,该压缩数据 流要求8kbps或16kbps的传送能力。
例如,H.323规范定义了某 些编解码器,可用于压缩H.323网络中的数据。
构造专用的编码器 和网关也是可能的。
在此所述网关既不指任何特定分组网络技术, 也不指有关通过分组网络的电话的任何特定标准。
它就作为表示连 接一个蜂窝网络和一个分组网络,并对来自或发给该蜂窝网络的呼 叫和其它连接进行中继的一种网络部件的通用术语。
这里的术语编码和解码指蜂窝网络中使用的方法。
术语压缩和 解压缩指在分组网络边缘使用的方法。
当在蜂窝网络之间发送呼叫时,采用网关中压缩的问题在于, 最坏情况下语音(或其它数据)被编码和解码三次。
首先是在始发 蜂窝网络中,然后是在蜂窝网络间传送时,最后是在目的蜂窝网络 中。
这样可能会严重降低语音质量。
还有一个问题,即使在呼叫中涉及的两个编码-解码单元都具有 TFO能力的情况下,也有可能不能利用这一特征。
这是因为那些传 载有关数据编码器及编码-解码单元的TFO能力的信息、可能包含在 PCM信号中的TFO帧,在网关中的压缩和解压缩过程中不一定保持 不变。
特别是加载在TFO帧的某些位中的TFO信令,易受到由压缩 引起的变化的影响。
可以将自由汇接操作扩展到这样的情况:例如通过一个分组网 络来转发TFO帧,从而通过该分组网络发送呼叫。
这样的转发基本 上能保证所有必需的信息,如编码数据以及有关编码方法和自由汇 接操作能力的信息,都通过该分组网络传送。
在该网络的另一侧,TFO 帧可以进一步转发,或者可以对编码数据进行解码并往前发送。
能 够在一个分组网络与另一个网络之间转发TFO帧(或是转发与TFO 帧对应的信息)的网关,在此称为有自由汇接操作能力的网关。
通过直接转发TFO帧或是发送TFO帧中加载的信息来扩展自由 汇接操作存在一些问题。
分组网络另一边的第二网关可能连接到例 如不支持自由汇接操作的一个PSTN或蜂窝网络。
在这种情况下, 第二网关应对它在TFO帧中接收的编码数据进行解码,但是在该网 关中不一定支持相配的解码器。
即使在一个分组网络连接两个有TFO能力的编码-解码单元的情 况下,也有可能不转发TFO帧。
呼叫开始时,每一个编码-解码单元 和移动台对与另一对相互独立地选择编码器。
当前的自由汇接操作 不支持这样的可选情况:一个编码单元接收TFO帧,其中采用一个 编码器对数据进行了编码,在进一步发送例如TRAU帧之前,该单元 对编码数据进行解码,再用一个不同的编码器对数据进行重新编码。
因此,当通过分组网络转发TFO帧,而在蜂窝网络中使用的编码器 不同时,下行链路网关必须对编码数据流进行解码。
该网关中也不 一定支持相配的解码器。
在这两种情况下,上行链路网关应压缩全部数据流,该数据流 例如由PCM信号传载。
然后,下行链路网关可以对它接收到的数据 流进行解压缩,并进一步传送已解压数据。
但是正如上面所讨论的, 如果可通过分组网络转发TFO帧,执行这种压缩-解压缩就是不适当 的。
本发明的目的是提出一种方法,允许对数据通过分组网络传送 的途径进行多种选择。
特别地,本发明的目的是通过尽可能地利用 传载编码数据的帧来传送数据,从而通过分组网络来扩展自由汇接 操作。
本发明的目的可以这样实现:通过分组网络来交换有关该分组 网络每一边所支持的解码器及自由汇接操作能力的信息。
  根据本发明,提供一种传送有关自由汇接操作的信息的方法, 其中, —包含一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元的一个蜂 窝网络连接到一个分组网络, —一个实体连接到该分组网络,该实体可以是一个第二网络或 一个终端,以及 —数据通过该分组网络在该分组网络第一侧上所述编码-解码 单元与该分组网络第二侧上所述实体之间传送,其特征在于,关于 该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息,通过 该分组网络发送到该分组网络的第二侧。
根据本发明的一种解码信息交换设备是一种用于通过一个分组 网络交换信息的设备,它包括 —用于建立有关分组网络它这一侧的自由汇接操作能力的自由 汇接操作信息的装置,以及 —通过分组网络传送数据结构的装置,其特征在于它包括 —用于建立有关分组网络它这一侧解码器的解码信息的装置, —用于建立一个数据结构的装置,该数据结构中包含所述自由 汇接操作信息以及至少某一部分所述解码信息,以及 —用于有关接收分组网络另一侧的自由汇接操作能力及解码信 息的装置。
根据本发明,提供一种用来将第一网络与第二网络的某一侧相 连接的网关,其中第二网络是一个分组网络,该网关包括 —用于建立有关分组网络所述侧的自由汇接操作能力的自由汇 接操作信息的装置,以及 —通过分组网络传送数据结构的装置,其特征在于它包括 —用于建立有关分组网络所述侧的解码器的解码信息的装置, —用于建立一个数据结构的装置,该数据结构中包含所述自由 汇接操作信息以及至少某一部分所述解码信息,以及 —用于有关接收网络另一侧的自由汇接操作能力及解码信息的 装置。
根据本发明的一种解码信息传送设备的特征在于 —它包括用于建立有关一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装 置,以及 —所述用于建立解码信息的装置包括用于将至少某一部分所述 解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
根据本发明的一个蜂窝网络部件的特征在于 —它包括用于建立有关一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装 置,以及 —所述用于建立解码信息的装置包括用于将至少某一部分所述 解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
在根据本发明的方法中,设定在连接中至少包含有一个蜂窝网 络的一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元。
来自该蜂窝网络 的上行链路数据包括解码数据和TFO帧,这些TFO帧传载编码数据、 有关所用编码器的详细资料以及与自由汇接操作有关的信令。
例如 在GSM网络中,这些帧是TFO TRAU帧。
如果一个连接中不涉及任 何具有TFO能力的编码-解码单元,则不必了解是否要通过一个分组 网络传送TFO帧。
在根据本发明的方法中,数据通过一个分组网络在第一个蜂窝 网络的TFO编码-解码单元与另一个网络之间传送。
两个网络之间可 以相连,例如通过网关连接。
这些网关可以转发TFO帧,一些编码器和解码器可以在网关中 实现。
也可以采取不同于网关的其它一些方式在分组网络的边缘提 供TFO帧转发和编解码功能。
在根据本发明的方法中,有关在分组网络第一侧支持的解码功 能的信息被传送到网络的另一侧。
解码功能可以在一个蜂窝网络(或 是与分组网络相连的其它网络)中实现,或者在例如连接该蜂窝网 络与分组网络的网关中实现。
有关分组网络第一侧上的TFO帧转发 能力的信息也被传送。
根据该信息,在分组网络另一侧的一个实体, 例如一个网关,可以决定如何通过该分组网络传送数据。
根据本发明的方法的基本优点在于,TFO能力和解码特征的交 换允许选择传送方法,从而将在一个连接中所使用的编码-解码对的 数量减至最少。
这样就避免了所传送数据不必要的质量损耗。
这样 也可以节省网络部件中的一些处理功率,例如编码-解码单元和网关 种的处理功率。
这些部件可能只转发编码数据而不对数据进行解码。
TFO能力和解码特征的交换,也使得在网关从分组网络接收需要用 编码器或解码器进行处理的数据之前,就可以给网关加载必需的编 码器或解码器。
根据本发明的方法所传送的能力信息使得网关能够例如选择它 们如何通过分组网络传送数据。
将一个蜂窝网络连接到分组网络的 网关就可以如这样转发TFO帧。
另一种选择是,网关对所接收的数 据进行解码,再用另一个编码器重新编码,并在TFO帧中传送已重 新编码的数据。
网关也可以对所接收的整个数据流进行压缩并传送 已压缩的数据。
同样地,连接其它网络与分组网络的网关也有多种选择。
例如, 如果网关接收到未编码的数据,它可以用一个编码器对该数据进行 编码,该编码器对应于例如在连接端点所使用的解码器。
这样,通 过分组网络和蜂窝网络传送的数据就只被编码一次。
根据本发明的方法的一个优点在于,它不会改变当前的蜂窝网 络。
例如在分组网络边缘上的网关可通过监测TFO帧来建立有关解 码特征的必要信息。
这种监测提供了有关蜂窝网络中的当前连接中 所采用的解码方法的信息。
若一个蜂窝网络能够传送有关它所支持的编解码方法的信息, 还可以实现更多的优点。
例如,一个编码-解码单元可能会接收其中 应用了一个编码器的TFO帧,对所接收的编码数据进行解码,然后 用另一个编码器对数据进行编码。
在这种情况下,可以决定将其中 应用了一个编码器的TFO帧通过分组网络进行转发并进一步发送给 蜂窝网络。
编码-解码单元在将数据发送到连接端点之前先修改数 据。
此外,若蜂窝网络和网关传送关于网关的编解码特征和TFO能 力的信息,一个或多个编码器(例如,如果在相对的方向上使用不 同的编码器)可能在建立一个呼叫时就已被协商。
这样,自由汇接 操作可能从呼叫开始就启动。
这时,只有在每个编码-解码单元以及 与之通信的移动台已经分别选择了一定的编码器之后,才在编码-解 码单元之间协商自由汇接操作。
至于本发明更多的优点,将结合本发明的优选实施例进行讨论。
下面将参照优选实施例和附图对本发明进行更详细地说明,其 中: 图1是两个移动台之间呼叫的示意图, 图2是两个移动台之间通过一个分组网络的呼叫的示意图, 图3是根据本发明第一优选实施例的方法的示意图,其中关于 解码的信息从TFO帧中得出。
图4是根据本发明第二优选实施例的方法的示意图,其中关于 解码的信息从一个蜂窝网络传送到一个网关, 图5是根据本发明第三优选实施例的方法的示意图,其中在呼 叫建立时协商编码和解码。
图6是根据本发明第五优选实施例用于传送TFO信息的设备结 构和网络部件的示意图。
以上结合现有技术所进行的说明参照了图1和图2。
附图中的 相应部分采用相同的参照编号。
图3示出了根据本发明第一优选实施例的方法300,其中,关 于分组网络第一侧上的解码能力和TFO能力的信息被传送到分组网 络的另一侧。
连接到该分组网络上的网络中有一个是蜂窝网络。
通 过监测TFO帧,建立关于该蜂窝网络的解码能力的数据。
这种方法 适用于如GSM网络和TFO TRAU帧。
蜂窝网络301的连接中涉及一个具有自由汇接操作能力的编码- 解码单元302,301与分组网络303相连接。
网关GW1 304可用于 连接蜂窝网络301和分组网络303。
分组网络的另一侧有另一个网 络305,它与该分组网络相连,如通过网关GW2 306连接。
在分组网络的边缘上,例如在网关内,可以实现某些编码器和 解码器功能。
在第一网关304中实现的编码器组用C(GW1)标记,解 码器组用D(GW2)标记。
类似地,C(GW2)和D(GW2)表示在第二网关 306中实现的编码器和解码器。
当在例如蜂窝网络301中的一个移动终端与第二个网络305中 的另一个端点之间已经建立起一个连接时,数据开始在连接的两个 方向上流动(设定连接是双向的)。
首先考虑从蜂窝网络301到第二个网络305这个方向。
来自该 蜂窝网络的上行链路数据流包括TFO帧,其中传载有采用编码器C1编码的数据。
该编码器以及用来对下行链路数据进行解码的解码器 D2都在TFO帧中被标出来。
解码器D2可与编码器C1相对应,但也不 必一定如此。
编码-解码单元302和移动台用来修改上行链路数据的 编码器-解码器对C1-D1可能不同于用来修改下行链路数据的C2-D2对。
如果与编码器C1相对应的解码器用C1-1表示,则与C1相对应的 D2则可表示为:C1-1=D2
这样,网关303可以从TFO帧得出关于编码器C1和解码器D2的 信息,在图3中由箭头310表示。
它通过分组网络传送关于解码器 D2、它所支持的解码器D(GW1)的信息,以及它具有TFO能力的信息 (箭头320)。
TFO能力可以通过传送能力信息来隐含地示出,也可 以直接示出,例如通过一条信令消息中的某个TFO指示器来示出。
类似地,第二个网关306可以得出关于可能在第二个网络305 中使用的编码器C3和解码器D4的信息(箭头311)。
第二个网络不 受任何限制,因而它可以是例如一个PSTN。
如果是一个PSTN,则不 使用编码器和解码器。
第二个网关接收关于分组网络另一侧上的能力的信息。
随后它 可以决定如何通过分组网络传送它从第二个网络305接收到的数 据。
例如,若第一个网关没有TFO能力,第二个网关就可能必须压 缩它所接收的整个数据流,然后发送整个压缩数据。
在此对所有的 网关都设定共用一个压缩-解压缩方法对。
如果第一个网关具有TFO能力,第二个TFO网关就有更好的选 择。
首先来考虑这样一种情况,由具有TFO能力的第二个网关306 从第二个网络305接收的数据流包括TFO帧。
在这种情况下,第二 个网关就可以转发TFO帧,例如当连接端点可以解码帧中的数据, 即C3-1=D2时。
若蜂窝网络301要求到来的数据流除了TFO帧外还要 包括解码数据,那么就有两个选择。
或者第一个网关303解码数据, 即C3-1∈D(GW1);或者第二个网关306对TFO帧载送的编码数据进 行解码,再用编码器C5进行编码,第一个网关支持其解码器C5-1
至于避免额外编码方面,只有当C5-1=D2且D2∈D(GW1)时,第二网关 中的这种编码和解码才有利。
这种情况下,第二网关306发往蜂窝 网络301的TFO帧可以通过空中接口转发给移动台。
但是,若主要 目的是保留TFO信令位,则当C5-1≠D2及C5-1∈D(GW1)时也在第二 网关中进行编码和解码是很明智的。
在第二网关306没有从第二网络305接收TFO帧的情况下,若 D2-1∈C(GW2),第二网关306可以用D2-1解码它所接收的数据。
若 第一网关必须解码TFO帧中的编码数据,则D2-1∈D(GW2)也一定为 真。
否则,压缩数据可能是唯一选择。
第二网关可以根据从TFO帧得出的信息和从第一网关接收的信 息来选择传送方法。
例如,若已预先确定来自分组网络的TFO帧总 是在一个解码数据流内进行转发,则不必与第一网关协商传送方法。
接下来考虑从第二个网络305到蜂窝网络301这个方向。
第二 网关传送关于其TFO能力、其解码器D(GW2)以及关于可能的解码器 D4(箭头321)的信息。
基于这一信息,第一网关303可以决定是 否传送TFO帧。
例如,如果第二网关没有指定解码器D4,第一网关 就可以推断出传送TFO帧的充分条件是C1-1∈D(GW2)。
这就保证了 第二网关可以解码TFO帧中的编码数据,然后进一步发送它。
这样, 在移动台中以编码器C1对数据进行编码,且只在分组网络的另一侧 对它解码。
否则,必须在网络的边缘压缩和解压缩这些数据。
这就 降低了传送数据的质量。
如果第二网关指定了解码器D4,那么与第一网关和解码器D2类 似的情况可用于选择传送方法。
如果可以在编码-解码单元之间传载TFO信令并且TFO协商成 功,则使用的编码器和解码器应达到下述条件:C1-1=D4且C3-1=D2
如上述所述,如果任一蜂窝网络都不要求输入的信号包括解码数据, 则该点的TFO帧可以简单地在网关之间转发。
上述选择TFO帧转发或压缩整个接收数据流的情况如例所示。
上述讨论范围是为了说明,通过只变换特定信息(TFO,D,D(GW)), 就可能实现选择传送方法的通用逻辑性。
如果一个网关没有发送关于TFO和解码能力的信息,其它网关 可以推断它没有TFO能力。
这时,通过分组网络传送数据的唯一选 择可能就是压缩整个数据流。
图4示出了根据本发明第二优选实施例的方法400,其中,蜂 窝网络通知网关关于它支持的编码器和解码器的信息。
蜂窝网络401 例如通过第一网关402连接到分组网络302。
第二个蜂窝网络403 例如通过第二网关404连接到分组网络。
箭头410表示关于编码器C(CN1)和解码器D(CN1)的信息,这些 信息由蜂窝网络401传送给第一网关402。
这些编码器和解码器受 蜂窝网络支持,例如在连接中涉及的有TFO能力的编码-解码单元之 中。
为简单起见,设定如果蜂窝网络支持解码TFO帧中数据所必需 的解码器,蜂窝网络401和403接收只包含TFO帧的输入数据。
例 如,编码-解码单元可以解码TFO帧中的数据,再用它们与移动台通 信所使用的编码器重新编码数据。
然后将重新编码的数据发送到移 动台。
类似于图3中所示的网关303和306,网关402和404也可以 得出用于各个蜂窝网络的编码器和解码器。
箭头310表示网关402 如何得出使用的编码器C1和解码器D2,箭头311表示网关404如何 得出使用的编码器C3和解码器D4
也有可能编码-解码单元直接将 关于这些编码器和解码器的信息发送到一个网关。
很显然,以下表 示是正确的:C1∈C(CN1)、D2∈D(CN1)、C3∈C(CN2)及D4∈D(CN2)。
第一个网关将以下信息传送给第二个网关:TFO能力,使用的 解码器D2,以及所支持的解码器D(CN1)和D(GW1)。
如图4中箭头420 所示。
在图4所示的系统中,若C3-1=D2,就可能通过分组网络将TFO 帧从蜂窝网络403转发至蜂窝网络401,其中TFO帧传载以C3编码 的数据。
在这种情况下,数据通过该连接时只被编解码一次(见箭 头430,其中实心园表示编码,空心圆表示解码)。
若C3-1∈D(CN1), 也可以从第二网关404转发TFO帧。
这时,第一个蜂窝网络可以解 码TFO帧中的数据,并用D2-1(箭头431)重新编码。
若C3-1∈D(GW2) 且D2-1∈C(GW2),则可以选择在第二网关中执行解码和再编码,见 箭头432。
若关于第一网关402所支持的编码器的信息C(GW1)也传 送给第二网关,则当C3-1∈D(GW1)且D2-1∈C(GW1)时,也可以转发TFO 帧。
这时,第一网关解码TFO帧中的数据并用D2-1重新编码(箭头 433)。
同样地,第二网关404传送关于TFO能力、使用的解码器D4以 及分组网络上支持的解码器D(CN2)和D(GW2)的信息。
至于其他方 向,也可能转发TFO帧,例如当C1-1∈D(GW2)时。
如果第二个网络 不是蜂窝网络而是例如一个固定的网络,则集合C(CN2)和D(CN2) 为空。
再次说明,上述选择TFO帧中继或压缩整个接收数据流的条件 如例所示。
这里要注意,在某些情况下,关于网关中所支持的编码 器的信息有可能值得通过分组网络传送。
图5示出了根据本发明第三个优选实施例的方法500,在蜂窝 网络之间协商使用的编码器和解码器。
协商可以直接在蜂窝网络之 间或经由网关实现。
当建立连接时协商已完成,所以网关不必推断 来自TFO帧流的编码器和解码器。
网关可以执行一些如本发明第二 个优选实施例的方法中的解码和再编码。
蜂窝网络501向网关502传送的信息至少是关于所支持的解码 器D(CN1)的,网关502将蜂窝网络501与分组网络303相连接,在 图5中用箭头510表示。
同样,蜂窝网络503向网关504传送关于 解码器D(CN2)的信息,网关504连接蜂窝网络503和分组网络303 (箭头511)。
网关交换关于网关TFO能力和蜂窝网络解码能力的信息(箭头 520、521)。
该信息进一步传送给蜂窝网络(箭头530、531)。
现在, 各个蜂窝网络都知道其它网络的解码能力,它们可以协商用于连接 中的编码和解码方法(箭头540)。
如果有该网络中所支持的(至少 一个)编码器,而且在其他网络中支持相应的解码器,就可以在这 些编码器中选择用于该网络的编码器。
如果可以选择这样一个共用 的编码器-解码器对,则可以告知网关只转发帧。
这时,网关不必监 测TFO帧流来考虑如何通过分组网络传送,或是考虑是否必须解码 和重新编码TFO帧中的数据。
如果网关支持解码和再编码,那么通 过分组网络传送并以箭头520、530和箭头521、531表示的解码信 息,也可以分别包括D(GW1)和D(GW2)。
如果不能选用共用的编码器-解码器对,解码和再编码可在蜂窝 网络中完成。
同时,网关也会被告知只转发TFO帧。
根据本发明第三个优选实施例的方法可以应用于例如通过一个 分组数据网络彼此相连的通用移动通信网络(UMTS)中。
在UMTS中, 呼叫控制(Call Control)可以限定UMTS-TRAU和移动台之间所使 用的编码-解码方法。
呼叫控制可以从网关接收关于其它蜂窝网络中 支持的解码器的信息。
它也可以告知网关只转发TFO帧。
如果连接中涉及的两个蜂窝网络都是UMTS网络,那么在建立连 接时的编码器协商过程中,呼叫控制单元可以采用单独的协议。
数 据可以经由图5所示的网关来传送。
根据本发明第四个优选实施例的方法中,确定了新的协议消息 或是对现有协议消息的补充,以便能交换TFO能力和解码能力。
对 于通过分组网络的实时应用,有特定的数据传送协议,例如特别用 于IP网络中的实时传输协议(RTP)。
在网关之间,通过RTP传送的呼叫可以多路复用并经由单一的 RTP连接进行传送。
RTP控制协议(RTCP)用于在RTP连接的端点 之间传送一定的控制命令。
例如呼叫建立时,用RTCP来传递关于呼 叫端点的信息。
呼叫期间,RTCP提供数据发送质量反馈。
考虑连接蜂窝网络与IP网络、并采用RTP通过IP网络传送呼 叫的网关。
这种网关例如可以监测来自蜂窝网络的数据流。
在检测 到数据流中的TFO帧之后,它可以用一定的RTCP消息通知其它网关 例如以下情况:网关的TFO能力、蜂窝网络中使用的解码器以及网 关支持的解码器。
有五种类型的RTCP包,为应用特殊功能定义的APP(应用)型 可能是最适于传送TFO和解码能力的。
每个RTCP包以一定的包头开 始,后面是可能随包类型不同而长度不同的结构化单元。
结构化单 元包括连续的有效载荷标识符和传载特定信息的有效载荷。
可以定 义新的有效载荷类型,如网关TFO能力、当前解码器和网关解码器 能力。
网关解码器能力有效载荷可能是网关所支持的解码器清单, 在有效载荷的开始处可确定该清单中的解码器的数量。
此外,有可能传送关于TFO能力和解码能力的信息,例如通过 为RTP包定义一种新的有效载荷类型在一个RTP包中传送这些信息。
RTP包的有效载荷可以包含与上述RTCP APP包的有效载荷相似的信 息。
在H.323网络中,可以利用H.245信令传送TFO和解码能力。
与RTP或RTCP消息相比,H.245信令的优点在于所有的H.323网关 都支持H.245信令。
H.245信令规范定义了H.323端点之间能力信 息的交换。
通过修改这一信令,使得各端点例如发送其TFO能力信 息,并向其他端点列出它所支持的解码器,网关会与这些端点交换 有关信息。
TFO信息交换消息可能与例如终端CapabilitySet消息 相似。
熟悉本技术的人应该很清楚如何修改RTP或RTCP包或者H.245 消息,使得关于TFO能力和解码能力的信息可以交换。
前面已经简 要地讨论了可能对包和消息所做的修改。
网关304、306、402、404、502或504可以包含一个媒体网关 (MG)和一个媒体网关控制器(MGC)。
在这种情况下,关于TFO能 力的信息、关于当前解码器和/或解码能力的信息一般按以下路线传 送:MG1-MGC1-MGC2-MG2(一般为双向)。
两个MGC之间、 一个MGC与一个MG之间或一个网关GW和一个MGC之间传送的信息 例如可以是如箭头320、420、520或箭头321、421、521所示的信 息。
在两个MGC之间或一个网关GW和一个MGC之间可以交换信息, 例如利用修改的RTP或RTCP包或是利用H.245消息。
在MG和一个 MGC之间可以交换信息,例如利用特别为此设计的一种协议或利用 协议H.248的增强版。
如果蜂窝网络通知网关有关它的编码/解码 能力(箭头410、411、510、511),该信息可以从蜂窝 网络传送到一个MG,再由该MG将信息进一步传送到一个MGC,或者 直接传送到一个MGC。
图6示出了根据本发明第五优选实施例的设备结构。
解码信息 交换设备611包含一个在其中建立有关分组网络这一侧的解码能 力的解码信息的模块612。
在此,分组网络这一侧指网关和/或蜂 窝网络。
关于蜂窝网络所支持的解码器的信息可以包含在如一个配 置文件中,或者这些信息也可以从蜂窝网络在线接收(解码信息传 送设备601中的解码信息块602)。
解码信息块612可以包括块613,它负责推断当前连接中 的编码器和/或解码器。
信息可以从TFO帧中得出,或者在蜂窝网络 中可能有一个TFO扩展设备601,它包含块603,指示在一定 连接中使用的编码器和解码器。
解码信息交换设备获得关于分组网络边缘上TFO能力的信息, 如一个网关(块614)中的TFO能力信息。
来自块612-61 4的信息被收集起来,并在数据结构块615中创建包含至少部分 编码信息和TFO能力信息的数据结构。
利用输入-输出块616通 过分组网络发送该数据结构。
相同的I/O块用于接收来自相似网关 设备的数据,并从接收数据中推断出分组网络另一侧上的解码和TFO 能力(块617)。
如果没有接收到数据,有可能得出结论:其它网 关不支持任何编码器或解码器,不具备TFO能力。
基于所接收的信息,在决定块618中决定如何处理输入的TFO 帧。
有可能蜂窝网络发出指令(块605),这些指令被解码信息交 换设备接收(块619),影响处理TFO帧的决定。
蜂窝网络中解码信息传送设备601也可以包含一个协商块(6 04),它可以接收和发送关于可用编码器和解码器的信息,并协商 将在一定连接中使用的编码器和解码器。
这种协商在呼叫建立期间 可能已经进行。
解码信息交换设备611最好装配在连接一个网络与分组网络 的网关610中。
如果通过网关与分组网络相连的网络不是一个蜂 窝网络,则块613并不是必需的。
如果网关包含一个MG和一个 MGC,那么解码信息交换设备611一般是MGC的一部分。
MG负责 例如执行实际的解码-编码(如图4所示),如果在一定连接中有这 样的功能需要的话。
解码信息传送设备601可能装配在某个蜂窝网络部件600 中。
例如,可以装配在编码-解码单元中。
考虑这样一种情况:支持用于蜂窝网络的编码器和解码器的一 个终端设备直接与分组网络相连。
而且,该终端设备可以发送和接 收TFO帧中的编码数据。
如果该终端设备包含解码信息交换块61 1,那么该终端就可以发送关于其解码能力的信息,并接收关于分 组网络另一侧的一个蜂窝网络的解码能力的信息。
如果终端设备中采用一种与蜂窝网络的一个移动台中所采用的 解码方法相对应的编码方法,该终端就可以选择那种方法来对数据 进行编码。
然后,编码数据可以在TFO帧中传送给蜂窝网络。
在反 方向上,可以选择蜂窝网络中的编码方法,使得该终端设备支持相 应的解码器。
另一种选择是,由蜂窝网络或是连接蜂窝网络与分组 网络的网关来执行解码和重新编码。
例如,该终端设备可以是一个包含解码信息交换块611的 H.323终端。
分组网络可以是例如一个IP网络,通过它进行H.323 电话业务。
本发明不限定通过分组网络的数据传送方法的选择。
根据本发 明,通过改变关于分组网络每一侧上的解码能力和自由汇接操作能 力的信息,网关、与分组网络相连的网络,或者某个连接的端点, 都能选择一种适当的方法来处理要传送的数据。
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