Способ и устройство для разрешения рассогласования в коммуникационных сетях umts
Изобретение относится к системам радиосвязи и может использоваться в коммуникационных сетях стандарта - универсальной мобильной телекоммуникационной системе (UMTS). Достигаемый технический результат - обеспечение возможности осуществления роуминга и передачи между технически различающимися сетями практически без задержки качественно улучшенных преобразованных речевых данных. Способ и устройство предназначены для разрешения рассогласования между речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с первым символом распределения для режима речевого кодека на первом сетевом участке, и речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с вторым символом распределения для режима речевого кодека на втором сетевом участке, причем речевые данные в обход кодирующего и декодирующего устройств и коммутационного поля временного уплотнения отводятся на выход транскодера. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
В ЕР-А-1158823 описан способ для разрешения рассогласования речевых данных, передаваемых в режиме речевого кодека.
Изобретение относится к способу и устройству для разрешения рассогласования между речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с первым символом распределения для режима речевого кодека на первом сетевом участке коммуникационной сети, основанной на сжатии речи, например, согласно стандарту UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система), и речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с вторым символом распределения для режима речевого кодека на втором сетевом участке согласно родовому понятию пунктов 1 и 8 формулы изобретения.
Универсальная мобильная телекоммуникационная система (UMTS) представляет собой одну из множества систем мобильной радиосвязи, которые предоставляют пользователю мобильного оконечного устройства множество услуг.
Система UMTS работает в диапазонах 1885-2025 МГц и 2110-2200 МГц и обеспечивает помимо известных до сих пор функциональных возможностей узкополосных систем мобильной связи, также скорости передачи данных до 2 Мбит/с.
Задачей системы мобильной связи UMTS является предоставить в распоряжение пользователю в глобальном масштабе единую систему мобильной связи третьего поколения и впервые обеспечить возможность осуществления роуминга и передачи обслуживания между технически различающимися сетями, такими как, например, GSM (Глобальная система мобильной связи), с использованием двухдиапазонных и двухрежимных терминалов.
Коммуникационные сети, которые базируются на стандарте UMTS, требуют ввиду несовместимых версий протоколов пользовательской плоскости или выбора различных режимов кодека для пользователя А и пользователя В использования центров коммутации мобильного обслуживания (UMSC) системы UMTS, которые в качестве коммутаторов или транскодеров обеспечивают транскодирование существующих речевых соединений из одного режима адаптивного многоскоростного (AMR) кодека в другой режим AMR-кодека.
Подобное транскодирование осуществляется обычным образом путем декодирования передаваемых в первом режиме речевого кодека речевых данных в 160 линейных выборок с 13 битами и последующего кодирования речевых данных, передаваемых во втором режиме речевого кодека. Для этого речевые данные, которые передаются в коммутатор в речевом кадре, посылаемом сетью радиосвязи UTRAN на интервале 20 мс, декодируются посредством декодирующего устройства, причем речевые данные перед этим кодируются в первом режиме адаптивного многоскоростного (AMR) кодека. Содержащиеся в речевом кадре речевые данные после их декодирования преобразуются в слова с линейной импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) длиной, например, 13 битов. Затем они сжимаются в соответствии с законом A/μ-преобразования для получения слов с информационным содержанием 8 битов и уплотняются по времени (мультиплексируются) посредством коммутационного поля временного уплотнения. Уплотненные по времени данные подвергаются декомпрессии для получении слов с линейной ИКМ с информационным содержанием, например, из 13 битов и затем кодируются в новом режиме AMR-кодека.
За счет применения синхронно функционирующего коммутационного поля временного уплотнения производится передача от сети радиосвязи UTRAN и к этой сети с задержкой 20 мс. Кроме того, при кодировании и декодировании, а также при сжатии в соответствии с законом A/μ-преобразования происходит ухудшение качества подлежащих кодированию или декодированию речевых данных и подлежащих сжатию слов с линейной ИКМ.
В зависимости от различных сетевых участков коммуникационной сети, основанной на стандарте UMTS, в течение одного речевого соединения могут применяться различные версии стандарта UMTS, причем для того чтобы определить, какой тип режима кодека применяется для речевых данных, передаваемых на конкретном сетевом участке, используются символы распределения (идентификации). Подобные символы называют указателями (RFCI) комбинации подпотоков канала-носителя сети радиодоступа (RAB).
Подлежащие передаче речевые данные могут передаваться в зависимости от сетевого участка либо в различных режимах кодека с присвоенными им различными указателями RFCI, либо в одинаковых режимах кодека и с различными указателями RFCI, либо в одинаковых режимах кодека и с одинаковыми указателями RFCI. Если применяются различные указатели RFCI, это может привести к рассогласованию по указателям RFCI несмотря на применение одинаковых режимов кодека. Подобного рассогласования по указателям RFCI избегают за счет описанного выше транскодирования, следствием которого являются высокие времена задержки и снижение качества речевого сигнала.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является усовершенствование способа и устройства для разрешения и/или исключения рассогласования по указателям RFCI, которые распределены по режимам кодека для кодированных речевых данных в коммуникационной сети, основанной на сжатии речи, таким образом, что преобразование речевых данных в коммуникационной сети осуществляется практически без задержки и обеспечивается улучшенное качество речи.
Указанная задача решается в заявленном способе признаками пункта 1 формулы изобретения, а в заявленном устройстве признаками пункта 8 формулы изобретения.
Существенной особенностью изобретения является то, что внутри одного транскодера передаваемые с первым символом распределения входящие в транскодер речевые данные в обход кодирующего и декодирующего устройств и коммутационного поля временного уплотнения посредством обходного устройства отводятся на выход транскодера, если передаваемые с первым символом распределения речевые данные и передаваемые со вторым символом распределения речевые данные кодированы в одном и том же режиме кодека. Предпочтительно входящие речевые данные непосредственно с выхода входного устройства для согласования символов распределения посредством UP-протокола отводятся на вход выходного устройства для согласования символов распределения.
Следствием обхода коммутационного поля временного уплотнения является то, что становится возможным практически без задержки согласование указателей RFCI (символов распределения) речевых данных с первым и вторым указателем RFCI. Обход устройств кодирования и декодирования обуславливает то, что не происходит ухудшения качества во время этапов кодирования и декодирования. Кроме того, после проведения начальной проверки того, являются ли одинаковыми непосредственно применяемые режимы кодека или они различаются, происходит транскодирование и тогда, когда соотнесенные с речевыми данными различные указатели RFCI должны быть преобразованы по UP-протоколу. Тем самым речевые данные проходят через весь транскодер без кодирования или декодирования, если только речевые данные кодированы посредством одинакового режима кодирования. Таким образом, транскодирование исключается.
В качестве возможных режимов речевого кодека для речевых данных, принимаемых от сети радиосвязи UTRAN или передаваемых в эту сеть в рамках речевого соединения, могут использоваться такие режимы речевых кодеков, как адаптивные многоскоростные кодеки, кодеки для сжатия речевых данных, кодеки для адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции и кодеки для улучшения скорости передачи и качества передачи. При этом речевые данные, являющиеся входящими и исходящими для коммутатора, в пределах одного речевого кадра могут различаться друг от друга в одном режиме речевого кодека или в нескольких режимах речевого кодека.
Обходное устройство, которое предпочтительно непосредственно связано с устройствами для согласования указателей RFCI, может быть реализовано предпочтительно как программное обеспечение в цифровом процессоре сигналов (DSP), программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), ориентированной на специализированной интегральной схеме (ASIC) или сетевом процессоре, причем цифровой процессор сигналов может содержать дополнительные устройства для исключения рассогласования. Цифровой процессор сигналов может, например, дополнительно содержать реализованное в обходном устройстве или связанное с обходным устройством переключающее устройство для включения или выключения обходного устройства. Таким способом возможно за счет отключения обходного устройства передавать речевые данные обычным способом, а именно посредством кодирующего и декодирующего устройств и устройств сжатия и декомпрессии и с подключением коммутационного поля временного уплотнения.
Устройство для разрешения или исключения рассогласования указателей RFCI кодированных речевых данных, в частности, кодированных AMR-кодеком речевых данных, содержит наряду с обходным устройством также устройство проверки, предназначенное для того, чтобы устанавливать, кодированы ли речевые данные с первым указателем RFCI и речевые данные с вторым указателем RFCI в идентичном режиме речевого кодека или идентичных режимах речевого кодека. Если устройство проверки устанавливает, что имеют место согласованные режимы речевого кодека, то посредством устройства переключения включается обходное устройство. Таким способом возможно быстрое переключение транскодера из его состояния транскодирования в состояние прямого пропускания, чтобы исключить временные задержки.
Другие предпочтительные варианты осуществления отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Другие преимущества и целесообразные варианты также вытекают из нижеследующего описания, иллюстрируемого чертежами, на которых представлено следующее:
Фиг.1 - схематичное представление обычного способа разрешения или исключения рассогласования указателей RFCI с использованием признаков устройства и
Фиг.2 - схематичное представление соответствующего изобретению способа разрешения или исключения рассогласования указателей RFCI согласно примеру осуществления с использованием признаков устройства.
Показанный на фиг.1 обычный способ разрешения или исключения рассогласования указателей RFCI с использованием признаков устройства иллюстрирует способ, который может быть реализован в транскодере, находящемся в коммуникационной сети, основанной на стандарте UMTS.
Речевые данные передаются из сети радиосвязи UTRAN 1 на уровень асинхронного режима передачи (АТМ-уровень) 2а, 2b и посредством уровня 2 адаптации АТМ (AAL2) 3а, 3b сегментируются на АТМ-элементы с переменными битовыми скоростями при ориентированной на соединение передаче в реальном времени.
Затем с помощью устройств 4а, 4b для согласования указателей RFCI (UP-завершение), которые представляют опорный пункт между сетью UTRAN и базовой сетью (CN) или между UTRAN и UTRAN, или между CN и CN в пользовательской плоскости, производится настройка (коррекция) указателей RFCI. Посредством устройства 5а и 5b кодирования и декодирования (адаптивного многоскоростного кодека) входящие речевые данные, кодированные в режиме AMR-кодека, декодируются и преобразуются в слова с линейной импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) с информационным содержанием 13 битов.
Эти ИКМ-слова затем с помощью устройства 6а и 6b сжатия и декомпрессии в соответствии с законом A/μ-преобразования сжимаются в слова с 8-битовым содержанием и через коммутационное поле 8 временного уплотнения через Е1-интерфейсы 7а и 7b возвращаются назад для осуществления декомпрессии с помощью устройства 6а и 6b сжатия и декомпрессии и для кодирования в новом режиме AMR-кодека посредством устройства 5а и 5b кодирования. Ссылочные позиции 9а и 9b, 10а и 10b указывают направления входящих и исходящих кодированных речевых данных.
Фиг.2 показывает схематичное представление примера осуществления соответствующего изобретению способа с элементами устройства. Элементы или этапы способа, идентичные представленным на фиг.1, обозначены теми же ссылочными позициями.
Описанный со ссылками на фиг.1 процесс осуществления способа совпадает с соответствующим изобретению способом, показанным на фиг.2 до этапа согласования или преобразования указателей RFCI с помощью устройства 4а и 4b для согласования символов распределения (указателей RFCI). В отличие от традиционного способа, показанного на фиг. 1, в данном примере осуществления непосредственно за устройствами 4а и 4b для согласования указателей RFCI размещено обходное устройство 11, которое посредством шлейфовых соединений 16 и 17 обеспечивает возможность непосредственного отвода кодированных речевых данных, поступающих с выходов устройств 4а и 4b для согласования указателей RFCI на входы соответственно других устройств 4b, 4а для согласования указателей RFCI.
Коррекция рассогласования указателей RFCI производится путем обработки посредством UP-протокола в выходном устройстве 4а и 4b для согласования указателей RFCI. Посредством устройства переключения, которое включает в себя переключатели 12-15, возможно включение обходного устройства, как это показано для текущей ситуации, представленной на фиг.2. Альтернативно этому выключение обходного устройства может быть обеспечено тем, что переключатели 12-15 переключаются на выводы 18-21, которые могут вновь соединяться с устройствами кодирования и декодирования, а также с устройствами сжатия и декомпрессии и с подключаемым коммутационным полем 8 временного уплотнения, как это показано для примера на фиг.1.
Таким способом возможно быстрое переключение устройства, предназначенного для осуществления соответствующего изобретению способа, в состояние транскодирования согласно обычному способу.
Совокупность раскрытых в материалах заявки признаков заявляется как сущность изобретения, поскольку эти признаки как в отдельности, так и в комбинации обладают новизной по сравнению с уровнем техники.
Перечень ссылочных позиций
| 1 | сеть радиосвязи UTRAN |
| 2а,2b | АТМ-уровень |
| 3а, 3b | AAL 2 (уровень 2 адаптации АТМ) |
| 4а, 4b | устройства для согласования указателей RFCI посредством UP-протокола |
| 5а, 5b | устройства AMR-декодирования и кодирования |
| 6а, 6b | устройства сжатия и декомпрессии |
| 7а,7b | Е1-интерфейс |
| 8 | коммутатор временного уплотнения |
| 9а, 9b | входящие и исходящие соединения речевых данных |
| 10а, 10b | входящие и исходящие соединения речевых данных |
| 11 | обходное устройство |
| 12-15 | переключатели |
| 16, 17 | обходные соединения |
| 18-21 | выводы переключающих устройств |
1. Способ разрешения рассогласования между речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с первым символом распределения для режима речевого кодека на первом сетевом участке коммуникационной сети, основанной на сжатии речи, и речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с вторым символом распределения для режима речевого кодека на втором сетевом участке, внутри транскодера, причем входящие в транскодер речевые данные с первым символом распределения в обход устройств (6а, 6b) кодирования и декодирования и коммутационного поля (8) временного уплотнения посредством обходного устройства (11) отводятся на выход транскодера, если передаваемые с первым символом распределения речевые данные и передаваемые со вторым символом распределения речевые данные кодированы в одном и том же режиме речевого кодека, отличающийся тем, что речевые данные с первым символом распределения непосредственно с выхода входного устройства (4а, 4b) для согласования символов распределения посредством UP-протокола отводятся на вход выходного устройства (4b, 4а) для согласования символов распределения, и выходное устройство (4b, 4а) для согласования символа распределения согласует первый символ распределения с вторым символом распределения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый и второй символы распределения представляют собой указатели комбинации протоколов канала-носителя сети радиодоступа.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что речевые кодеки, лежащие в основе режимов речевых кодеков, включают в себя адаптивные многоскоростные кодеки, кодеки для сжатия речевых данных, кодеки для адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции и кодеки для улучшения скорости передачи и качества передачи.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обходное устройство (11) реализовано на основе программного обеспечения в цифровом процессоре сигналов, программируемой пользователем вентильной матрице, ориентированной на приложение специализированной интегральной схеме или сетевом процессоре.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что речевые данные, передаваемые в режиме речевого кодека, передаются в речевом кадре от или к сети радиосвязи UTRAN или базовой сети.
6. Устройство для разрешения рассогласования между речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с первым символом распределения для режима речевого кодека на первом сетевом участке коммуникационной сети, основанной на сжатии речи, и речевыми данными, передаваемыми в режиме речевого кодека с вторым символом распределения для режима речевого кодека на втором сетевом участке, внутри транскодера, согласно способу по предыдущим пунктам, отличающееся тем, что содержит обходное устройство (11) для непосредственного отведения входящих речевых данных с первым символом распределения с выхода входного устройства (4а, 4b) для согласования символов распределения посредством UP-протокола непосредственно на вход выходного устройства (4b, 4а) для согласования символа распределения.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит размещенное в обходном устройстве устройство переключения (12-15, 18-21) для включения и/или выключения обходного устройства (11).
8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что обходное устройство (11) размещено в цифровом процессоре сигналов программируемой пользователем вентильной матрице, ориентированной на приложение специализированной интегральной схеме или сетевом процессоре.
