BRPI0715352A2 - arquitetura de transcodificador para sistemas de rÁdio màvel terrestre - Google Patents

Abstract

ARQUITETURA DE TRANSCODIFICADOR PARA SISTEMAS DE RADIO MàVEL TERRESTRE. São fornecidos uma arquitetura e método de transcodificador para a transcodifica ção em sistemas de rádio móvel terrestre (LMR). O sistema LMR (20) inclui um primeiro local de comunicação configurado para comunicar usando um primeiro protocolo de comunicação LMR e um segundo local de comunicação configurado para comunicar usando um segundo protocolo de comunicação LMR. O sistema LMR inclui adicionalmente um transcodificador (28) configurado para receber conteúdo LMR do primeiro local de comunicação comunicado usando o primeiro protocolo de comunicação LMR e para converter digitalmen te o conteúdo LMR para o segundo protocolo de comunicação LMR a ser comunicado ao segundo local de comunicação.

Description

"ARQUITETURA DE TRANSCODIFICADOR PARA SISTEMAS DE RÁDIO MÓVEL TERRESTRE"

Antecedentes da Invenção

Esta invenção diz respeito, no geral, a rádios móveis da terra e, mais particularmen- te, a um dispositivo que fornece comunicação entre diferentes sistemas de rádio móvel ter- restre.

Rádios móveis da terra (LMRs) podem ser usados para fornecer comunicação entre diferentes unidades móveis. No geral, comunicação por rádio móvel terrestre, por exemplo, comunicação por rádio de segurança pública (por exemplo, polícia, corpo de bombeiros, etc.) é disponível nas bandas de freqüência VHF, UHF, 700 MHz e 800 MHz. Parte de cada uma destas bandas de freqüência é alocada pela Federal Communications Commission (FCC) para serviços de comunicação de segurança pública e também são referidas como Bandas de Freqüência de Segurança Pública. Estas comunicações também podem ser for- necidas usando serviços privados de rádio móvel terrestre (PLMRS).

Quando LMRs são usados, por exemplo, para fornecer comunicações de emergên- cia, interoperabilidade em relação a diferentes sistemas (por exemplo, sistema LMR do cor- po de bombeiros e sistema LMR do departamento de polícia, ou diferentes sistemas LMR do corpo de bombeiros) é importante. Entretanto, cada um dos diferentes sistemas pode ter diferentes exigências de comunicação com base, por exemplo, no fabricante do LMR ou no sistema LMR e/ou no protocolo de interface de ar implementado no sistema (por exemplo, troncalizado ou convencional, M/A-COM ou Motorola, P25, Sistema de Comunicações com Acesso Digital Melhorado (EDACS), OPENSKY® ou Rádio Móvel Troncalizado Terrestre (TETRA)). Tipicamente, cada um destes diferentes sistemas inclui um codificador de voz (vocodificador) específico e tem diferentes esquemas de encriptação. Por exemplo, tipica- mente, um sistema P25 usa um vocodificador com Excitação Multibandas Melhorada (IMBE) com encriptação no Padrão de Encriptação de Dados (DES) ou no Padrão de Encriptação Avançada (AES), embora um sistema OPENSKY® tipicamente use um vocodificador com Excitação Multibandas Avançado (AMBE®) com encriptação AES. Assim, durante a tentativa de comunicação entre diferentes sistemas LMR, não somente a interoperabilidade é uma preocupação, incluindo segurança e encriptação extremidade a extremidade, mas também a minimização da degradação da qualidade da voz.

Sistemas conhecidos usam comunicação de voz analógica como a interface entre dois sistemas LMR diferentes. Dessa maneira, uma fonte de áudio digital de um sistema é decriptada e devocodificada. Então, o áudio analógico resultante é revocodificado e reen- criptado para transmissão ao outro sistema LMR. Adicionalmente, encriptação extremidade a extremidade somente é implementada entre dispositivos que usam o mesmo vocoder, al- goritmo de encriptação e chave de encriptação. Adicionalmente, em alguns sistemas LMR digitais de área ampla, tais como sistemas estaduais, para eficiência da cobertura RF1 dife- rentes tipos de sistemas podem ser usados em diferentes partes da área de cobertura de comunicação onde os usuários podem percorrer. Algumas vezes, estes sistemas são cha- mados de sistemas híbridos. Em tais sistemas, diferentes usuários na mesma organização podem usar diferentes tipos de protocolos de comunicação com diferentes vocoders e algo- ritmos de encriptação. Dessa maneira, dependendo da área na qual um usuário está comu- nicando, o mesmo rádio pode ser forçado a comutar entre diferentes tipos de sistema. Por- tanto, interoperabilidade pode ser necessária não somente entre sistemas que usam diferen- tes protocolos de comunicação e que são operados por diferentes entidades, mas em um único sistema em que diferentes protocolos de comunicação são usados.

Assim, estes sistemas conhecidos aumentam significativamente a complexidade no desenho e no controle do sistema, desse modo, aumentando o custo. Também há o poten- cial para significativa degradação da qualidade de áudio entre os dois sistemas. Adicional- mente, a intercomunicação é tipicamente limitada em flexibilidade e, freqüentemente, inclui, em algum ponto na ligação de comunicação, uma clara transmissão de áudio de voz não encriptada. Esta transmissão não encriptada entre os dois sistemas LMR resulta em uma conexão de comunicação menos segura.

Sumário da Invenção

É fornecida a solução por um sistema de rádio móvel terrestre (LMR) que inclui um primeiro local de comunicação configurado para comunicar usando um primeiro protocolo de comunicação LMR e um segundo local de comunicação configurado para comunicar usando um segundo protocolo de comunicação LMR. O sistema LMR inclui adicionalmente um transcodificador configurado para receber conteúdo LMR do primeiro local de comunicação comunicado usando o primeiro protocolo de comunicação LMR e para converter digitalmen- te o conteúdo LMR no segundo protocolo de comunicação LMR para ser comunicado ao segundo local de comunicação.

A solução também é fornecida por um método para comunicar conteúdo em um sis- tema de rádio móvel terrestre (LMR). O método inclui receber conteúdo LMR a ser converti- do de um primeiro tipo de vocoder em um segundo tipo de vocoder, e converter digitalmente o conteúdo LMR do primeiro tipo de vocoder para o segundo tipo de vocoder.

Descrição Resumida dos Desenhos

A invenção será agora descrita a título de exemplo em relação aos desenhos ane- xos, nos quais:

A figura 1 é um diagrama de blocos de uma modalidade exemplar de um sistema de comunicação por rádio móvel terrestre (LMR).

A figura 2 é um diagrama de blocos de um comutador de voz com um transcodifica- dor construído de acordo com uma modalidade exemplar da invenção. A figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra um formato para conteúdo LMR co- municado de acordo com uma modalidade exemplar da invenção.

A figura 4 é um diagrama de blocos de uma configuração do transcodificador cons- truído de acordo com uma modalidade exemplar da invenção.

A figura 5 é um diagrama de blocos de uma configuração do transcodificador cons-

truído de acordo com uma outra modalidade exemplar da invenção.

A figura 6 é um diagrama de blocos que ilustra a transcodificação e a transcriptação de acordo com uma modalidade exemplar da invenção.

A figura 7 é um fluxograma que ilustra um método para fornecer transcodificação de acordo com uma modalidade exemplar da invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

Várias modalidades da invenção incluem um sistema para comunicação entre dife- rentes redes ou sistemas LMR sem usar banda base analógica como uma etapa intermediá- ria. Comunicação intersistema ou inter-rede é fornecida pela transcodificação do conteúdo LMR transmitido ente sistemas ou redes LMR.

Percebe-se que quando aqui é feita referência ao conteúdo LMR1 isto diz respeito, no geral, a qualquer tipo ou espécie de conteúdo de voz e/ou de dados LMR, e pode definir serviços, operações, controles, etc. LMR em particular. Por exemplo, o conteúdo LMR pode incluir, mas sem limitações, dados de voz encriptados ou não encriptados, dados de sinal de emergência, dados de controle relacionados à seleção de um grupo de conversa em particu- lar, dados LMR para transferência entre uma unidade de rádio e um servidor, dados de re- programação (por exemplo, dados de atualização de software), etc.

Primeiro, um sistema de comunicação sem fios será descrito, seguido por uma des- crição de uma arquitetura e método de transcodificação / transcriptação fornecidos de acor- do com várias modalidades da invenção.

Da forma mostrada na figura 1, é fornecido um sistema de comunicação sem fios e, mais particularmente, um sistema de comunicação LMR 20 em conjunto com o qual várias modalidades da invenção podem ser implementadas para fornecer comunicação entre uma pluralidade de unidades LMR 22 ou terminais LMR. Cada uma das unidades LMR 22 pode comunicar usando diferentes padrões de protocolo e/ou com diferentes vocoders. Comuni- cação entre as unidades LMR 22 pode ser fornecida por meio de uma ou mais diferentes redes LMR, por exemplo, uma primeira rede LMR 24 (Rede LMR 1) e uma segunda rede LMR 26 (Rede LMR 2). Por exemplo, a primeira rede LMR 24 pode ser configurada para fornecer comunicação usando um padrão / protocolo Projeto APCO 25, e a segunda rede LMR 26 pode ser configurada para fornecer comunicação usando um padrão / protocolo TETRA. Assim, as unidades LMR 22 podem incluir um ou mais vocoders, dependendo se a unidade LMR comunica na primeira rede LMR 24, na segunda rede LMR 26 ou em ambas. Percebe-se que a unidade LMR 22 pode ser uma unidade móvel, por exemplo, um rádio móvel, ou pode ser uma unidade fixa, por exemplo, um console de expedição.

Adicionalmente, várias modalidades fornecem um transcodificador 28 entre uma ou mais redes ou sistemas LMR. Por exemplo, o transcodificador pode fornecer transcodifica- ção entre a primeira rede LMR 24 e a segunda rede LMR 26, como descrito com mais deta- lhes a seguir. Mais particularmente, o transcodificador 28 pode ser um dispositivo de rede com base em Protocolo da Internet (IP) que implementa um algoritmo ou processo de trans- codificação para converter entre diferentes padrões / protocolos de comunicação, por exem- plo, para converter dados comunicados entre diferentes tipos de vocoder. O transcodificador 28 pode realizar opcionalmente funções adicionais, tais como conversão de encriptação e transcriptação. Em uma modalidade como esta, o transcodificador 28 é configurado como um dispositivo de rede transcodificador / transcriptor e pode ser implementado em conjunto com um comutador de voz IP 40 (mostrado nas figuras 2 até 4) para fornecer comunicação entre unidades LMR 22 que operam nos diferentes tipos de sistema LMR, por exemplo, con- figurados para comunicar usando diferentes sistemas LMR, tais como a primeira rede LMR 24 e a segunda rede LMR 26.

Percebe-se que o transcodificador 28 pode ser protegido em uma instalação, por exemplo, trancado em uma sala segura com acesso limitado e/ou restrito. Por exemplo, o transcodificador 28 pode ser fornecido em um centro de expedição ou em um centro de ope- rações de rede. Adicionalmente, o transcodificador 28 pode ser configurado ou programado para realizar funções ou operações para grupos ou usuários específicos que podem ser i- dentificados por unidade de usuário ou por números de usuário exclusivos. Dessa maneira, em uma modalidade exemplar, diferentes entidades (por exemplo, diferentes organizações) podem fornecer um transcodificador 28 seguro separado para manter segurança extremida- de a extremidade para usuários da rede LMR para aquela entidade.

Nas várias modalidades, o transcodificador 28 pode ser fornecido em conjunto com um comutador de voz, por exemplo, o comutador de voz IP 40 mostrado na figura 2. Entre- tanto, percebe-se que o transcodificador 28 pode ser fornecido separado do comutador de voz IP 40, por exemplo, como uma unidade separada. Adicionalmente, o transcodificador 28 pode incluir um transcriptor 32, por exemplo, integrado com ele. Entretanto, o transcriptor 42 pode ser fornecido separado do transcodificador 28, por exemplo, como uma unidade sepa- rada. O comutador de voz IP 40 também pode incluir um processador 44 e uma base de dados 46 que pode ser armazenada em uma memória 48. O processador 44 e a base de dados 46 e/ou a memória 48 são conectados no transcodificador 28. Adicionalmente, um módulo de roteamento 50 pode ser fornecido e integrado com o transcodificador 50. O mó- dulo de roteamento 50 inclui pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída para receber conteúdo LMR de um sistema em um formato e para transmitir conteúdo LMR transcodifica- do para um segundo sistema, respectivamente. Em operação, o transcodificador 28 recebe conteúdo LMR (por exemplo, aceita chamadas) em um primeiro formato de uma primeira rede LMR1 por exemplo, a primeira rede LMR 24 (mostrada na figura 1) e transmite o conteúdo LMR (por exemplo, faz chama- das) em um segundo formato a uma segunda rede LMR, por exemplo, a segunda rede LMR 26 (mostrada na figura 1). Nas várias modalidades, o transcodificador 28 transmite pacotes de voz transcodificados a um destino final, por exemplo, a uma estação base na segunda rede LMR 26. Informação considerando o formato, exigências de rede, codificação, encrip- tação, etc. para cada uma das diferentes redes LMR pode ser armazenada na base de da- dos 46 com o processador 44 configurado para converter conteúdo LMR, por exemplo, es- quemas de codificação e esquemas de encriptação de uma rede LMR para uma outra rede LMR com base na informação armazenada para cada um das redes LMR, dos grupos de comunicação e das unidades móveis / fixas individuais. Por exemplo, o transcodificador 28 opera para decodificar e recodificar o conteúdo LMR com base no tipo de vocoder do qual o conteúdo LMR foi recebido e no tipo de vocoder para o qual o conteúdo LMR deve ser transmitido. Percebe-se que qualquer uma das informações armazenadas na base de dados 46, alternativa ou adicionalmente, pode ser armazenada na memória local no transcodifica- dor 28 e/ou no transcriptor 42. Adicionalmente, diferentes informações podem ser armaze- nadas, incluindo, por exemplo, modos de ligação aérea preferidos, vocoders preferidos, mo- dos de encriptação preferidos, chaves de encriptação, etc. da forma aqui descrita com mais detalhes. Também, uma função de roteamento é realizada pelo módulo de roteamento 50, em que o conteúdo LMR recebido de um domínio (por exemplo, um console de expedição ou um local RF) endereçado ao transcodificador 28 por meio do comutador de voz 40 e que é subseqüentemente transcodificado, então, é transmitido a um outro domínio (por exemplo, uma coleção de locais RF diferentes). Essencialmente, a função de roteamento recebe pa- cotes IP e, depois que a transcodificação / transcriptação for realizada, monta novos pacotes IP com uma lista de endereços de destino que, então, é transmitida ao endereço destino usando técnicas de roteamento IP conhecidas.

Também percebe-se que quando aqui é feita referência à transcodificação, isto diz respeito à conversão de voz de um formato para um outro. A conversão inclui, mas sem limi- tações, conversão e transcriptação vocoder (conversão de encriptação).

No geral, o conteúdo LMR inclui uma parte de dados LMR e uma parte de cabeça- Iho / encapsulação. O conteúdo LMR, por exemplo, pacotes de voz LMR, podem ser forma- tados da forma mostrada na figura 3. Em particular, o conteúdo LMR 60 pode incluir um ca- beçalho de protocolo do codificador 62, um cabeçalho do protocolo de encriptação 64, e dados LMR 66, por exemplo, uma carga útil LMR. O conteúdo LMR 60 é codificado e encrip- tado de forma essencialmente digital, por exemplo, em um formato codificado / encriptado IP, de maneira tal que o processador 44 possa converter e/ou traduzir de um esquema de codificação / encriptação para um outro de forma que o conteúdo LMR 60 possa ser transmi- tido de uma rede LMR para uma outra rede LMR1 desse modo, permitindo que usuários com diferentes vocoders comuniquem uns com os outros. Dessa maneira, o conteúdo LMR 60 é traduzido e/ou convertido no domínio digital em vez de ser sujeito à devocodificação e transmissão no domínio analógico.

As várias modalidades podem ser fornecidas em diferentes configurações, por e- xemplo, da forma mostrada nas figuras 4 e 5. Por exemplo, uma configuração de revesti- mento 70 é mostrada na figura 4, em que locais RF de diferentes formatos estão operando no mesmo comutador de voz IP 40. Neste exemplo, um primeiro tipo de locais / estações base 72 comunica usando sinal RF configurado usando um primeiro formato (por exemplo, TETRA), e um segundo tipo de locais / estações base 74 comunica usando um segundo formato (por exemplo, Projeto APCO 25). Nessa modalidade, o transcodificador 28 é sepa- rado do comutador de voz IP 40. A comunicação dos pacotes LMR (por exemplo, pacotes de voz) usando o primeiro tipo de locais / estações base 72 é ilustrada pelas setas cheias, e a comunicação dos pacotes LMR usando o segundo tipo de locais / estações base 74 é ilus- trada pelas setas tracejadas. Por exemplo, a comunicação pode ser comunicação dos paco- tes de voz IP. Em operação, o transcodificador 28 traduz (por exemplo, converte digitalmen- te) os pacotes, por exemplo, uma mensagem 76 de um primeiro protocolo de comunicação LMR (por exemplo, primeiro esquema de codificação e encriptação) para um segundo proto- colo de comunicação LMR correspondente aos primeiro e segundo tipos de locais / estações base 72 e 74, respectivamente. Essencialmente, o transcodificador 28 recebe a mensagem 76 com instruções ou comandos para traduzir a mensagem 76 e encaminhar a mensagem 76 a um destino em particular, por exemplo, uma estação base em um dos dois sistemas LMR. A transcodificação pode ser realizada de diferentes maneiras aqui descritas para for- necer a tradução de um formato LMR para um outro formato LMR.

Em uma outra configuração, da forma mostrada na figura 5, os diferentes formatos LMR são isolados em regiões físicas separadas, por exemplo, uma primeira região 78 e uma segunda região 80 com um comutador de voz IP 40 separado em cada uma das primeira e segunda regiões 78 e 80. Nesta modalidade, o transcodificador 28 é fornecido entre os co- mutadores de voz IP 40. Percebe-se que, no geral, o transcodificador também inclui o trans- criptor 42 (mostrado na figura 2) e pode ser integrado com ele. Nesta modalidade, as duas regiões 78 e 80 podem ser, por exemplo, dois sistemas P25, tais como um sistema FDMA fase 1 e um sistema TDMA fase 2, conectados por meio de uma Interface de Sistema Inter- Comutação (ISSI), também referida como um controle de chamada. Esta configuração opera similar à configuração mostrada na figura 4. Entretanto, percebe-se que o controle de cha- mada é tratado separadamente do transcodificador, por exemplo, de qualquer maneira co- nhecida.

Percebe-se adicionalmente que nas várias modalidades, incluindo as configurações mostradas nas figuras 4 e 5, o comutador de voz IP 40 é configurado para determinar e i- dentificar pacotes LMR de diferentes grupos de usuários (por exemplo, grupos de interope- rabilidade) que devem ser passados através do transcodificador 28 e processados por ele. Informação para identificar grupos de usuários a ser associados e comunicações destes grupos pode ser armazenada em uma base de dados móvel, por exemplo, a base de dados 56 (mostrada na figura 2). Adicionalmente, informação para cada um dos grupos de usuários pode incluir um formato preferido, desse modo, reduzindo ou minimizando o número de Ιο- ί 0 cais / estações base que recebem uma mensagem transcodificada de um usuário daquele grupo.

Em operação, as várias modalidades fornecem transcodificação que, essencialmen- te, converte dados de um formato de vocoder para um outro formato de vocoder sem deixar o domínio do vocoder. Por exemplo, o transcodificador 28 traduz parâmetros, tais como passo, ganho, sub-bandas, decisões sonoras / mudas, etc. de um formato de vocoder para um outro formato de vocoder. Adicionalmente, o transcodificador 32 opera para converter de um esquema de encriptação para um outro, por exemplo, de DES para AES. Dessa manei- ra, o conteúdo LMR é decriptado e reencriptado, o que inclui o uso das chaves de encripta- ção para os diferentes vocoders ou redes LMR. As várias modalidades mantêm esta cópia não encriptada intermediária do pacote LMR (por exemplo, cópia da transmissão de voz) na forma do vocoder digital. Por exemplo, o pacote LMR não encriptado pode ser resumida- mente armazenado na memória volátil de um processador de sinal digital ou processador antes da reencriptação final no transcodificador 28 com o transcodificador 28 fisicamente seguro e programado para realizar funções específicas para grupos e usuários específicos. Percebe-se que a transcodificação e a transcriptação podem ser realizadas de

qualquer maneira conhecida. Da forma ilustrada na figura 6, conteúdo, por exemplo, trans- missões de voz digital 80 de uma primeira unidade LMR que usa um primeiro tipo de voco- der (Vocoder A) e um primeiro tipo de encriptação (Encriptação A), é decriptado por um al- goritmo de decriptação 82 (Algoritmo A) que usa uma chave de decriptação (Chave A) de qualquer maneira conhecida. Se a transmissão de voz digital dever ser transmitida a uma segunda unidade LMR usando um segundo tipo de vocoder (Vocoder B) e um segundo tipo de encriptação (Encriptação B), então o transcodificador 28 traduz a transmissão de voz digital de um formato de Vocoder A para um formato de Vocoder B. Então, a transmissão de voz digital traduzida é encriptada por um algoritmo de encriptação 84 (Algoritmo B) que usa uma chave de encriptação (Chave B) de qualquer maneira conhecida. Então, a transmissão de voz digital 80 pode ser recebida pela segunda unidade LMR e, por exemplo, transmitir um áudio a um usuário. Similarmente, transmissões de voz digital 80 da segunda unidade LMR são decrip- tadas por um algoritmo de decriptação 86 (Algoritmo B) que usa uma chave de decriptação (Chave B) de qualquer maneira conhecida. Se a transmissão de voz digital dever ser trans- mitida à primeira unidade LMR1 então, o transcodificador 28 traduz a transmissão de voz digital de um formato de Vocoder B para um formato de Vocoder A. Então, a transmissão de voz digital traduzida é encriptada por um algoritmo de encriptação 88 (Algoritmo A) que usa uma chave de encriptação (Chave A) de qualquer maneira conhecida. Então, a transmissão de voz digital 80 pode ser recebida pela primeira unidade LMR e, por exemplo, transmite um áudio a um usuário.

Dessa maneira, comunicações, por exemplo, pacotes de voz IP, transmitidas e re-

cebidas por estações base RF na rede LMR são comunicadas na rede nativa e em formatos sobre o ar. Desse modo, chaves de encriptação ficam contidas em áreas seguras, por e- xemplo, no transcriptor 42, que pode ser fornecido como parte do transcodificador 28.

Várias modalidades da invenção permitem comunicação entre unidades LMR com diferentes exigências de comunicação e para comunicação em diferentes redes LMR. Um método 90 para fornecer transcodificação é mostrado na figura 7. O método 90 será descrito em conjunto com um sistema LMR multilocais, em que um sistema FDMA 25 é revestido com um sistema TDMA OPENSKY®. Neste sistema LMR, locais RF de FDMA P25 (por e- xemplo, estações base) e locais RF de TDMA OPENSKY® são conectados por meio de um comutador de voz IP, por exemplo, um Controlador de Rede de Voz disponível por M/A- COM, Inc., uma unidade de Tyco Electronics. O sistema LMR inclui uma mistura de usuários de rádio P25 e de usuários de rádio OPENSKY®. Por exemplo, os usuários de rádio OPENSKY® podem ficar localizados em uma área metropolitana em que TDMA é usado para capacidade e altas taxas de dados, com os usuários P25 localizados nas áreas rurais afastadas em que FDMA é usado para estender a cobertura.

Em relação ao método 90, em 92, é identificado um usuário e/ou unidade ou grupo LMR que tenta se comunicar com uma outra unidade LMR. Por exemplo, um usuário de rá- dio móvel P25, tal como um policial, bombeiro, paramédico, etc. tenta fazer uma chamada de grupo de voz digital encriptada e seleciona um grupo desejado de qualquer maneira co- nhecida usando a unidade LMR (por exemplo, seleção de uma lista de grupo em uma tela da unidade LMR). Neste ponto, a unidade LMR, por exemplo, o rádio móvel, é registrada em um local RF troncalizado P25. Posteriormente, em 94, é feita uma determinação para quais- quer preferências de comunicação (por exemplo, preferência de protocolo LMR) para o usu- ário ou grupo. Por exemplo, o usuário ou grupo pode ter um vocoder preferido ou ligação aérea preferida. Opcionalmente, vocoders e ligações aéreas secundários, terciários, etc. também podem ser determinados. Continuando com o exemplo, o usuário / unidade pode ter um vocoder preferido, um Vocoder de Velocidade Total P25 e tem como uma ligação aérea preferida uma ligação aérea FDMA fase 1 P25. A determinação em 94 pode incluir determinar preferências do grupo e/ou se o grupo no qual o usuário está registrado também é registrado como um grupo de interoperabilidade especial. Por exemplo, o grupo de intero- perabilidade especial pode ser identificado na base de dados de rede como sendo um grupo misturado (em relação a um grupo somente FDMA ou grupo somente TDMA) também tendo um vocoder preferido e uma ligação aérea preferida, tais como um vocoder IMBE de Veloci- dade Completa e uma ligação aérea FDMA Fase 1 P25.

Posteriormente, em 96, é feita uma determinação sobre a unidade / usuário ou gru- po LMR destino para a transferência LMR e sobre as exigências de rede ou unidade LMR correspondentes e, em particular, as exigências do protocolo nativo da rede LMR destino. Por exemplo, um usuário pode pressionar e segurar um botão pressionar para falar (PTT) em um rádio LMR móvel. Então, a chamada prossegue de uma maneira conhecida, por e- xemplo, como uma chamada de grupo de voz digital troncalizada P25 normal no local / esta- ção base. A estação base converte as unidades de dados de voz na interface de ar em pa- cotes de voz IP para transporte (por exemplo, comunicação) por meio da rede. Neste ponto, o comutador de voz IP na rede é notificado das chamadas de grupo e prepara para receber e encaminhar os pacotes de voz para outros destinos (por exemplo, outros locais RF, esta- ções base, consoles de expedição, etc.) como é conhecido e usando qualquer maneira co- nhecida. O comutador de voz IP determina onde o grupo de destino está ativo, por exemplo, a partir de uma base de dados móvel, como é conhecido, e ajusta uma chamada com todos os outros destinos de qualquer maneira conhecida. O comutador de voz IP, que pode incluir os processos e comunicação do transcodificador para identificar a ID do grupo e, neste e- xemplo, determinar que alguns dos destinos são locais / regiões P25 / FDMA não nativos.

Posteriormente, em 98, o conteúdo LMR, por exemplo, pacotes de voz IP identifica- dos pelo comutador de voz IP como pacotes a ser transmitidos a locais / regiões destino que suportam uma ligação aérea diferente, é roteado por meio do transcodificador para conver- são. Por exemplo, conteúdo de protocolo LMR não nativo e endereços de destino são transmitidos ao transcodificador. Percebe-se que o comutador de voz IP cria uma lista de locais, regiões, consoles, etc. RF destinos. A lista contém todos os endereços IP dos canais e regiões de local RF em modo nativo, o endereço IP do transcodificador (e/ou transcriptor) e uma sublista dos endereços IP de destinos de encaminhamento para o conteúdo LMR transcodificado. Percebe-se que o transcodificador pode ser configurado para processar comunicações de múltiplos grupos e/ou agências, que múltiplos transcodificadores podem ser fornecidos (um para cada grupo de transmissão), ou ambos. Assim, o comutador de voz IP pode determinar onde transmitir o conteúdo LMR (por exemplo, voz) com base, por e- xemplo, na ID do grupo.

As várias modalidades podem ter as partes componentes fornecidas em diferentes locais. Por exemplo, em uma modalidade exemplar, o conteúdo LMR, tais como pacotes de voz, é roteado para consoles de expedição em formatos nativos (originados) com cada um dos consoles de expedição tendo todos os vários vocoders e algoritmos e chaves de encrip- tação exigidos para comunicar com diferentes grupos / usuários. Entretanto, percebe-se que, alternativamente, cada um dos consoles de expedição pode suportar somente um for- mato LMR. Adicionalmente, nas várias modalidades, chamadas de voz feitas por um conso- le de expedição são originadas no vocoder preferido e nos modos de ligação aérea preferi- dos, da forma identificada pela base de dados da rede. Percebe-se que o transcodificador pode ser carregado com as chaves de encriptação de uma maneira segura separada, por exemplo, de um servidor de gerenciamento / administração de rede.

Percebe-se adicionalmente que o comutador de voz IP recebe, por exemplo, cada pacote de voz e encaminha os pacotes de voz a vários destinos, incluindo o transcodifica- dor. Quando conteúdo LMR, tais como pacotes de voz, for comunicado ao transcodificador, em 98, em uma modalidade exemplar, a mensagem transmitida ao transcodificador inclui a seguinte informação: (x, y, si... sN)„ indicando e instruindo o transcodificador a traduzir o conteúdo LMR de um formato tipo χ para um formato tipo y e a encaminhar os pacotes aos destinos Si, ..., sN. Continuando com o exemplo, a informação comunicada ao transcodifica- dor pode ser como segue:

1.x = Vocoder de Velocidade Total P25, ID da Chave, ID do Algoritmo

2. y = VocoderAMBE OPENSKY®, ID da Chave, Id do Algoritmo

3. sN = Informação considerando o destino, incluindo, por exemplo, tipo de dispositi- vo, endereço IP, parâmetros de controle de chamada, etc.

Percebe-se que o endereço IP pode ser um endereço de difusão seletiva.

Posteriormente, em 100, o conteúdo LMR, por exemplo, pacotes de voz recebidos pelo transcodificador, são transcodificados e transcriptados da forma aqui descrita com mais detalhes, por exemplo, da forma mostrada na figura 6. A transcodificação inclui conversão ou tradução digital para digital direta sem devocodificação. O transcodificador opera essen- cialmente como uma interface entre duas redes ou sistemas LMR que têm diferentes pa- drões ou protocolos de comunicações. A transcodificação e a transcriptação mudam a estru- tura do conteúdo LMR, por exemplo, o pacote de voz LMR. Em particular, vetores de fala, por exemplo, passo, ganho, sub-bandas, decisões sonoras / mudas, etc.) de um tipo de vo- coder são traduzidos em vetores de fala de um outro tipo de vocoder. Isto pode incluir ma- pear os vetores de fala entre os dois tipos de vocoder usando informação armazenada con- siderando a configuração, exigências, etc. de cada um dos vetores de fala para os diferentes formatos de vocoder. Esta tradução pode incluir mudar o número de bits que representa o vetor de fala em particular, retemporizando ou ressincronizando os dados, etc. A informação de mapeamento pode ser armazenada em uma tabela, tal como em um formato de matriz, em que, para cada tipo de vocoder, os detalhes para cada um dos vetores de fala são identi- ficados. Adicionalmente, as operações a ser realizadas para traduzir cada vetor de fala entre tipos de vocoder também podem ser identificadas. Essencialmente, a função de mapeamen- to traduz o conteúdo LMR de maneira tal que os parâmetros de fala definidos pelos vetores de fala possam ser usados para reconstruir o conteúdo LMR que é comunicado de um tipo de vocoder para um outro tipo de vocoder. Esta tradução pode ser realizada usando opera- ções de vocoder conhecidas para cada um dos diferentes tipos de vocoder entre os quais o conteúdo LMR deve ser traduzido.

Adicionalmente, o transcriptor opera para converter de um esquema de encriptação para um outro, por exemplo, de DES para AES em qualquer maneira conhecida. Isto pode ser realizado usando quaisquer esquemas de encriptação e de decriptação. Dessa maneira, o formato do conteúdo LMR é convertido e também decriptado e reencriptado, o que inclui o uso das chaves de encriptação para os diferentes vocoders ou redes LMR.

Então, o conteúdo LMR transcodificado e transcriptado (por exemplo, pacotes de dados convertidos) é transmitido (por exemplo, encaminhado) aos endereços IP destinos pelo transcodificador em 102. Alternativamente, o conteúdo LMR transcodificado e transcrip- tado é transmitido ao comutador de voz IP para distribuição. Percebe-se que, à medida que locais, consoles, etc. RF entram ou deixam uma chamada em progresso, o comutador de voz IP atualiza uma tabela de roteamento e a sublista para o transcodificador, se necessá- rio.

Usar as várias modalidades fornece comunicação do conteúdo LMR em um sistema LMR ou entre sistemas LMR que têm diferentes tipos de codificação (que também podem incluir diferentes tipos de encriptação). Por exemplo, dois diferentes tipos de vocoder em diferentes sistemas LMR podem comunicar pacotes IP estruturados em diferentes configu- rações. Isto pode incluir, por exemplo, em uma rede formar um pacote de voz que contém 60 milissegundos (ms) de conteúdo de fala ou de voz correspondente a três quadros de voz de 20 ms durante o uso de um vocoder IMBE ou AMBE. Os pacotes de voz contêm os pa- râmetros do vocoder e, em particular, vetores de fala, para os segmentos de voz e corres- pondente ao tipo de vocoder. Esta informação é a mesma informação que é comunicada sobre o ar no protocolo de comunicação (por exemplo, P25, OPENSKY®, etc.), mas embuti- da em um pacote IP. Considere que uma comunicação é fornecida por meio de um local RF P25, por exemplo, os pacotes de voz incluem cabeçalhos IP/UDP, um cabeçalho de pacote de voz (que identifica uma identificação de grupo (ID de grupo), números de seqüência de pacote e outra informação de controle de chamada), parâmetros de vocoder e parâmetros de encriptação (por exemplo, ID do algoritmo que identifica o tipo do algoritmo de encripta- ção, ID da chave do algoritmo e informação de sincronismo de encriptação atual), entre ou- tras informações. Então, esta informação é remapeada como aqui descrito de maneira tal que a saída do transcodificador 28 seja um pacote de voz equivalente formatado para o lo- cal RF destino usando o vocoder e o esquema de encriptação para aquele local (por exem- plo, diferentes parâmetros do vocoder, diferentes ID do algoritmo, diferentes ID de chave, etc.).

Os algoritmos de transcodificação podem ser baseados na informação de mapea- mento como aqui descrito. Para a transcodificação que ocorre entre dois vocoders da mes- ma família, por exemplo, IMBE de Velocidade Total e AMBE de Meia Velocidade, algoritmos conhecidos podem ser implementados, por exemplo, conforme disponíveis pela Digital Voice Systems, Inc. de Westford, Massachusetts. Em outras modalidades, a transcodificação pode incluir decodificar o conteúdo LMR em sinal PCM digital usando um esquema de processa- mento do vocoder e, então, recodificar o PCM digital usando um outro esquema de proces- samento do vocoder. Os esquemas de processamento do vocoder são as operações reali- zadas pelo vocoder durante a codificação do conteúdo LMR, tais como transmissão de voz, no sistema LMR para aquele tipo de vocoder.

Entretanto, percebe-se que a transcodificação pode incluir mais do que traduzir a codificação e a decriptação / reencriptação. Por exemplo, um pacote de voz EDACS inclui 80 ms de fala em vez de 60 ms de fala. Dessa maneira, o transcodificador 28, além de con- verter o conteúdo LMR (por exemplo, voz), armazena temporariamente e ressincroniza os dados de maneira tal que um fluxo contínuo estacionário de voz seja mantido de um proto- colo de interface de local com base em 60 ms até um protocolo com base em 80 ms. Isto pode ser fornecido usando qualquer esquema de sincronismo conhecido, por exemplo, u- sando um relógio de sincronismo, etc. Adicionalmente, o transcodificador 28 também deter- mina se os pacotes de voz estão atrasados ou em falta, por exemplo, com base na informa- ção de cabeçalho, tal como um registro de tempo. Tais dados atrasados ou em falta são compensados pelo realinhamento do conteúdo LMR recebido. Novamente, todo processo de sincronismo, por exemplo, esquema de sincronismo de comunicação sem fios, pode ser usado.

As várias modalidades podem ser implementadas em conjunto com diferentes tipos de sistemas LMR e para a comunicação de diferentes tipos de conteúdo LMR, e não são limitadas aos exemplos aqui expostos. No geral, as várias modalidades fornecem transcodi- ficação do conteúdo LMR de um formato de vocoder para um outro formato de vocoder no domínio do vocoder. Esta transcodificação permite encriptação extremidade a extremidade no sistema LMR.

As várias modalidades ou componentes, por exemplo, o sistema, transcodificador e componentes ou controlador LMR, podem ser implementadas usando um ou mais sistemas de computador. Por exemplo, as várias modalidades podem incluir um sistema de computa- dor que pode incluir um computador, um dispositivo de entrada, uma unidade de exibição e uma interface. O computador pode incluir um microprocessador. O microprocessador pode ser conectado em um barramento de comunicação. O controlador programável também po- de incluir uma memória. A memória pode incluir Memória de Acesso Aleatório (RAM) e Me- mória Exclusiva de Leitura (ROM). Adicionalmente, o sistema de computador pode incluir um dispositivo de armazenamento, que pode ser uma unidade de disco rígido ou uma uni- dade de armazenamento removível, tais como uma unidade de disco flexível, unidade de disco ótico e congêneres. O dispositivo de armazenamento também pode ser outros disposi- tivos similares para carregar programas de computador ou outras instruções no sistema de computador.

Da forma aqui usada, o termo "computador" pode incluir qualquer sistema com base em processador ou sistema com base em microprocessador, incluindo sistemas que usam microcontroladores, circuitos de conjunto de instruções reduzidas (RISC), circuitos integra- dos específicos de aplicação (ASICs), circuitos lógicos e qualquer outro circuito ou proces- sador que pode executar as funções aqui descritas. Os exemplos expostos são somente exemplares e, assim, não pretende-se que limitem de nenhuma maneira a definição e/ou o significado do termo "computador".

O sistema de computador executa um conjunto de instruções que é armazenado em um ou mais elementos de armazenamento a fim de processar dados de entrada. Os e- Iementos de armazenamento também podem armazenar dados ou outras informações dese- jadas ou necessárias. O elemento de armazenamento pode ser na forma de uma fonte de informação ou de um elemento de memória física na máquina de processamento.

O conjunto de instruções pode incluir vários comandos que instruem o computador, como uma máquina de processamento, para realizar operações específicas, tais como os métodos e processos das várias modalidades da invenção. O conjunto de instruções pode ser na forma de um programa de software. O software pode ser em várias formas, tais como software de sistema ou software de aplicação. Adicionalmente, o software pode ser na forma de uma coleção de programas separados, um módulo de programa em um programa maior ou uma parte de um módulo de programa. O software também pode incluir programação modular na forma de programação orientada a objeto. O processamento dos dados inseri- dos pela máquina de processamento pode ser em resposta aos comandos do usuário, ou em resposta aos resultados dos processamentos anteriores, ou em resposta a uma solicita- ção feita por uma outra máquina de processamento.

Da forma aqui usada, os termos "software" e "software embarcado" são intercambi- áveis e incluem qualquer programa de computador armazenado na memória para execução por um computador, incluindo memória RAM, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM e memória RAM não volátil (NVRAM). Os tipos de memória expostos são somen- te exemplares e, assim, não são Iimitantes dos tipos de memória usados para armazena- mento de um programa de computador.

Claims (18)

1. Sistema de rádio móvel terrestre (LMR) (20), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro local de comunicação configurado para comunicar usando um primeiro protocolo de comunicação LMR; um segundo local de comunicação configurado para comunicar usando um segun- do protocolo de comunicação LMR; e um transcodificador (28) configurado para receber conteúdo LMR do primeiro local de comunicação comunicado usando o primeiro protocolo de comunicação LMR e para con- verter digitalmente o conteúdo LMR para o segundo protocolo de comunicação LMR para ser comunicado ao segundo local de comunicação.

2. Sistema LMR (20) de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um comutador de voz (40) configurado para comunicar conteúdo LMR a ser digitalmente convertido para o transcodificador (28).

3. Sistema LMR (20) de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o comutador de voz (40) determina pelo menos um de um vocoder preferido e de uma ligação aérea preferida para identificar conteúdo LMR a ser digitalmente convertido e comunicado ao transcodificador.

4. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que os primeiro e segundo protocolos de comunicação compreendem pelo menos um de um esquema de codificação de voz e de um esquema de encriptação.

5. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que o primeiro local de comunicação é configurado para comunicar usando um primei- ro esquema de encriptação e o segundo local de comunicação é configurado para comuni- car usando um segundo esquema de encriptação, e compreendendo adicionalmente um transcriptor (42) configurado para converter entre os primeiro e segundo esquemas de en- criptação durante comunicação de conteúdo LMR do primeiro local de comunicação ao se- gundo local de comunicação.

6. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que o primeiro local de comunicação é configurado para comunicar usando um primei- ro tipo de vocoder e o segundo local de comunicação é configurado para comunicar usando um segundo tipo de vocoder, e em que o transcodificador (28) é configurado para converter entre os primeiro e segundo tipos de vocoder durante a comunicação do conteúdo LMR do primeiro local de comunicação para o segundo local de comunicação.

7. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que compreende adicionalmente uma base de dados (46) que inclui uma listagem de uma pluralidade de usuários e de grupos de usuários registrada para comunicar por meio de pelo menos um do primeiro local de comunicação e do segundo local de comunicação.

8. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que compreende adicionalmente uma base de dados (46) que inclui pelo menos um de um modo de ligação aérea preferido, de um vocoder preferido e de um modo de encriptação preferido para pelo menos uma de uma pluralidade de unidades LMR móveis e para pelo menos um de uma pluralidade de grupos de usuários configurada para comunicar por meio de pelo menos um do primeiro local de comunicação e do segundo local de comunicação.

9. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fa- to de que compreende adicionalmente um console de expedição configurado para comuni- car com cada um do primeiro local de comunicação e do segundo local de comunicação, e em que o codificador e a informação de encriptação para cada um de uma pluralidade de usuários ou de grupos de usuário é armazenada no console de expedição.

10. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro protocolo de comunicação LMR e o segundo protocolo de comunica- ção LMR são baseados em diferentes formatos de vocoder.

11. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o transcodificador (28) é configurado para realizar a conversão em uma forma de vocoder digital.

12. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o transcodificador (28) é configurado para armazenar exigências de codificador de voz e exigências de algoritmo de encriptação para cada um dos primeiro e segundo lo- cais de comunicação.

13. Sistema LMR (20), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o transcodificador (28) é configurado para armazenar uma pluralidade de chaves de encriptação correspondente a um usuário ou grupo de usuários.

14. Método para comunicar conteúdo em um sistema de rádio móvel terrestre (LMR) (20), CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende: receber conteúdo LMR a ser convertido de um primeiro tipo de vocoder para um segundo tipo de vocoder; e converter digitalmente o conteúdo LMR do primeiro tipo de vocoder para o segundo tipo de vocoder.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente determinar se o conteúdo LMR comunicado entre unidades LMR inclui conteúdo LMR não nativo, e converter o conteúdo LMR não nativo.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente decriptar e reencriptar o conteúdo LMR não nativo a ser comu- nicado entre diferentes locais de comunicação usando chaves de encriptação corresporiden- tes a cada um dos diferentes locais de comunicação.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão compreende decodificar e recodificar digitalmente o conteúdo LMR não nativo usando dois esquemas de codificação diferentes.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente determinar pelo menos um de um tipo de ligação aérea preferi- da, de um tipo de codificador de voz preferido e de um esquema de encriptação preferido para o conteúdo LMR não nativo com base no usuário LMR que comunica o conteúdo LMR.