CN1723723A - 用于建立分组交换的连接的方法、蜂窝网络和蜂窝终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可应用在分组交换蜂窝网络中、用于话音连接的方法，通过该方法，可以利用该话音连接的已有专用信道迅速地建立新的专用信道。新的专用信道的建立利用先前的专用信道，其存在是通过发送根据本发明的语音后分组给至少接收终端而被延长的。语音后分组产生大约2秒延迟，这足以在参与会话的终端之间建立新的专用信道。

Description

用于建立分组交换的连接的方法、蜂窝网络和蜂窝终端

本发明涉及用于在蜂窝网络中创建载送语音采样的新的分组交换的专用信道的方法，在该方法中通信经专用信道发生，该专用信道包括上行链路和至少一个下行链路，以及在互连它们的核心网络中，还包括控制数据分组流的服务器功能/服务器。本发明还涉及利用该方法的蜂窝网络、在蜂窝网络中实现该方法的服务器/服务器功能、在蜂窝网络中利用该方法的终端、以及实现该方法的软件装置。

在各种电话网上的电路交换的话音连接已经普及了100多年。利用现代技术，在话音连接上通信的人们可以说话并且同时倾听另一个人的谈话，因为通信连接在两个方向上是持续开放的。当一方停止说话时，另一方可以在任意时间点上继续，因为电路交换连接始终保持为活动的。只有当双方都决定终止时，连接才会被终止。

通信连接，包括话音连接，越来越多地是分组交换连接，比如互联网连接，而不是电路交换连接。一个这样的分组交换业务/网络是主要用于数据通信的GPRS(通用分组无线业务)。在GPRS网络中，只有当存在待发送的数据时才建立通信连接。单个的通信连接每次只能在一个方向上操作，或者是朝向终端的下行链路，或者是朝向骨干网络的上行链路。当没有数据需要被发送时或者当暂时没有分组要被发送时，链路被断开。分组交换网络可以将链路的拆除延迟一小段时间，典型地延迟数百毫秒。如果新到达的分组的分组传输要继续或者如果在先前方向上的传输停止之后要立即建立另一个方向上的通信链路，则这是明智的。如果为先前的通信链路预留的专用信道仍然可用，则新到达的分组的传输或者在另一个方向上的新的通信链路的建立比较迅速，否则的话，新的通信链路必须在网络中的公共控制信道中从头开始建立。在数据传送应用中，在另一个方向上的新的通信链路的建立通常会顺利成功，因为计算机可以对新的通信链路作出快速决定。如果新的通信链路的建立需要人的反应/作用，则本安排通常将不起作用，因为预留的做决定的时间不够长并且先前的专用连接将被终止。

处理在分组交换网络上的两个或多个人之间的话音连接的一个可能的方式是PoC(蜂窝上的即按即讲)，其规程目前正在开发和标准化之中。PoC会话中的参与者可以接收非话音数据。语音是交互式的：说话者在交谈中随机地轮流发言，我们称为离散谈话突峰(talk spurt)。当一个人停止谈话并且轮到另一个人开始时，在这个转换中涉及反应时间，这可能导致这样一种情形：预留给先前的谈话突峰的专用信道在另一个说话者的谈话突峰开始之前就已经被释放。先前的专用信道的释放花费几百毫秒。在这之后，需要的专用信道必须通过首先利用蜂窝网络的公共控制信道而经较慢的规程被建立。这花费数百毫秒。类似的问题也伴随着谈话突峰之后语音的继续而出现。如果说话者想要继续讲话并且到网络的链路已经被释放，新的链路必须使用公共控制信道来建立。如果链路的释放被延迟，则语音的继续可以通过只在发送缓冲器中插入新的分组来更顺利地进行。

图1a示出了一种示范情形，其中终端正在接收话音分组1a、2a和3a。话音分组在分组3a处结束。在这之后，专用信道在几百毫秒内，4a，被释放。如果该终端的用户只在这之后开始讲话，考虑到人的反应时间，这是可能的，则必须为该终端建立新的专用信道。在根据现有技术建立这个新的专用信道中的延迟作为不希望的延迟而被终端的用户察觉到。

本发明的一个目的是提供一个规程，通过该规程，在其中只为具有业务的连接保持专用信道的分组交换蜂窝网络中，新的话音通信连接的建立可以在接收的谈话突峰结束之后并且在说话者继续讲话的情况下被加速。在根据本发明的规程中，专用信道的拆除在一个完成的谈话突峰之后被延迟以便于另一方(以前一直在倾听的一方)将有时间在专用信道被释放之前来对另一个讲话者的谈话突峰的结束作出反应。这样，在另一个传输方向上所需要的话音连接将通过所述专用信道而被建立，这比通过在连接建立规程中使用公共控制信道快速得多。根据本发明的步骤还在发送方想要继续讲话的情况下便于更快的语音的继续。因此，由于链路仍然正常运行，待发送的新的分组可以被发出到传输路径方向，而无需单独的请求。

本发明的目的通过这样一种方法来实现，其中根据本发明的语音后分组在话音连接的谈话突峰结束之后在分组交换网络的给定专用信道上被发送。这些语音后分组有利地增加了可用于发送和倾听双方作出反应的时间，以便于他们将更有可能有时间来在专用信道被释放之前开始他们的谈话突峰。这个已经被使用中的专用信道因此能够被用来在新的方向上开始建立用于传输的链路或者被用来使来自先前的讲话者的语音传输继续。

本发明的一个优点在于它能够被用于在谈话突峰之后加速专用信道的建立，以及加速先前讲话者的语音继续，该专用信道是要在另一个传输方向上为分组交换网络中产生的呼叫设立的。

本发明的另一个优点在于根据本发明的语音后分组可以向参与者传达关于当前呼叫或会话的其它信息。

本发明的特征在于它在独立权利要求中所规定的内容。

本发明的一些优选实施例在从属权利要求中被规定。

本发明的基本思想如下：当使用其中只为具有业务的连接保持专用信道用于两个或多个人之间的话音通信的分组交换蜂窝网络时，根据本发明的语音后分组在每个谈话突峰之后被附加到发送给倾听方的数据分组上。这些语音后分组增加了专用信道的运行时间以便于发送者将有更多的时间来作出反应并且继续他的当前轮的讲话，且接收者将有更多的时间对来自先前讲话者的谈话突峰的结束作出反应。现在，第二讲话者可以在相反方向上新链路的设立仍然可以通过先前链路使用的专用信道来完成的时刻开始他的谈话突峰。新链路的设立现在不需要通过首先联系蜂窝网络的公共控制信道来被启动，所述联系总是增加连接建立所涉及的延迟。语音后分组可以有利地由核心网络中的元件插入到数据流中。这些语音后分组有利地可以包括话音连接的用户所需要的任何附加的信息。

下面将详细描述本发明。描述参考附图，其中

图1a示出了描述根据现有技术的专用信道的释放的示范时间图，

图1b以实例示出了分组交换蜂窝网络，

图1c示出了描述根据本发明的专用信道的释放的示范时间图，

图2示出了描述根据本发明的方法的使用的示范流程图，以及

图3以实例示出了能够使用根据本发明的方法的蜂窝终端。

图1b以实例示出了使用分组交换通信的蜂窝网络10。图1b中描述的网络可以是例如GPRS网络。该网络包括终端15、16、17和18，当需要时，这些终端通过专用无线电信道14a、14b、14c和14d与蜂窝网络中的基站BS 13a、13b和13c通信。除了基站BS以外，网络还包括其它元件11。图1b中示出的示范网络元件11有利地包括交换机、节点以及各种寄存器。此外，元件11可以包括把不同的服务器功能实现为独立的单元或者网络中一些其它元件的部分的元件12。

在图1b示出的实例中，至少两个终端，例如，终端15和18，有利地彼此通信。它们使用的通信连接可以是例如GPRS网络中的PoC会话。在该实例中，终端15是发送终端，并且终端18是接收终端。然而，可能有更多终端连接到同一个会话，例如终端16和17。在图1b的实例中，通信至少涉及从发送终端15到接收终端18的语音采样的传输。从发送终端15已经建立到服务基站13a的上行链路14a。语音采样从基站13a经由作为网络元件11之一的服务器元件12被带到为接收终端18服务的基站13c，从这个基站13c存在到接收终端18的下行链路14d。

本发明涉及其中来自发送终端15的语音采样结束的情形。发送终端15有利地在最后的语音采样之后发送一些附加的分组，这表示语音采样结束。在根据现有技术的操作中，根据临时块流(TBF)规程，所有的专用信道/链路14a和14d被释放，如图1a所示。现在，如果终端18，例如，在专用信道释放之后需要发送语音采样，则必须通过公共控制信道来建立新的专用信道，在本实例中，新的专用信道包括来自终端18的新的上行链路和到终端15的新的下行链路。这些链路的建立需要每条链路数百毫秒，这个时间对于用户来说是可察觉的不便的延迟。

根据本发明的第一实施例的方法以图1c中描述的方式加速并改善新的专用信道的建立。可能是核心网络中的任意组件11的部分的服务器元件12通过把数据分组1b、2b、3b从发送者15导向到接收者18来参与它们的传输。这样的中间服务器元件12可以是例如路由服务器。该服务器/服务器元件12注意到在语音分组1b、2b、3b之后，终端15发送指示语音采样结束的补充分组5。然后路由服务器12有利地附加根据本发明的语音后(post-speech)分组6到所述补充分组上以延长所使用的专用信道的正常运行时间。语音后分组6有利地包含一些控制或帮助参与会话的终端的操作的信息。当然，语音后分组6可以只单单是虚假分组。然而，这些语音后分组6始终在接收者的终端处必须可区分于实际接收的语音采样。

核心网络中的路由服务器12有利地发送根据本发明的语音后分组达一段时间以便于TBF链路拆除延迟与根据本发明的语音后分组一起产生在(下行链路)专用通信信道被释放之前的大约2到3秒的延迟，参考指示符4b。实际上这意味着根据本发明的语音后分组被发送1到2秒。如果TBF规程在从最后发送的数据分组开始大约600ms之后终止专用信道，则在根据本发明的方法中，必须以500到600ms的时间间隔发送5到10个根据本发明的语音后分组。这样专用信道将不被释放并且它可以被用于在另一，即上行链路，方向上建立专用信道。

新的专用信道的设立可以在由图1c中的参考指示符7表示的时间点之后开始，因为是在这个时间接收终端18被通知关于语音分组的结束。利用根据本发明的方法，在另一个链路方向上的专用信道的建立在由参考指示符8标志的时间点完成，从接收方响应于接收的结束的时刻开始大约200到300ms。

在该实例终端18中，接收终端能够一方面区分接收的补充分组5和语音后分组6，并且另一方面区分接收的补充分组5和语音采样分组1b、2b、3b。终端18有利地在指示语音结束的分组5之后，在由参考指示符7指示的点把音频信号给用户。然而，利用根据本发明的方法，下行链路14d保持功能达这样一段持续时间，参考指示符4b，以便于终端18的用户有时间在下行链路14d被拆除之前开始他的谈话突峰。因此，待建立的上行链路的设立时间可以通过利用该下行链路而被缩短大约200ms，图1c中的参考指示符8。

在根据本发明的方法中，核心网络中的路由服务器12有利地发送语音后分组6给连接到会话的所有终端，即，也发送给在本实例中发送语音采样1b、2b、3b的终端15。这将保证能够建立从基站13a到终端15的链路，该链路可被用于设立从终端15到基站13a的可能的新的上行链路。准备新的上行链路的建立所需要的延迟比仅保证下行链路的存在的继续所需要的延迟更长。这是由于这样一个事实：终止延迟在上行链路中比在下行链路中更早地开始，并且，此外，来自另一个终端的第一语音分组只在一个较小的延迟后到达。朝向正在使用上行链路的终端的下行链路始终必须维持使用根据本发明的方法以便于新的上行链路的潜在建立能够迅速地执行。

在根据本发明的第二实施例的方法中，根据本发明的语音后分组6不被发送给传送语音采样的终端15。在这种情况下，来自终端15的上行链路14a允许根据现有技术终止，并且，如果需要的话，利用根据现有技术的方法建立朝向那个终端15的新的下行链路。在终端15处不需要等待来自新的发送终端18的第一语音采样分组的到达，但是它满足从终端18到基站13c的新的上行链路可以使用根据本发明的方法在大约200ms内迅速建立。利用该方法，如果需要的话，有可能减小根据本发明的方法的总延迟以保持先前的专用信道组件，即下行链路仍在使用中。

在根据本发明的第三实施例的方法中，在发送终端15上已经添加了语音后分组6。在这种情况下，网络的操作不需要改变并且它能够根据现有技术操作，且将从一个终端发送的分组不改变地传达给另一个。接收终端16、17和18以结合第一实施例描述的方式操作，即，它们能够区分语音后分组6和语音采样分组1b、2b、3b。

图2以示范流程图示出了根据本发明的方法的主要阶段。图2中的示范流程图主要描述了根据本发明的第一和第二实施例的方法。初始地，状态21，已经建立了从网络10到终端的下行链路。核心网络中的服务器/服务器元件12，例如路由服务器，在步骤22中前向发送从另一个终端接收到的数据分组，例如图1c中的分组1b。在步骤23中，检查这是不是从所述另一个终端接收的最后的数据分组。如果不是，则过程返回到步骤22，在那里网络服务器12前向发送下一个数据分组，图1c的实例中的分组2b。

在某个时间点，路由服务器12前向发送一个语音采样分组，以指示来自前述另一个终端的语音采样现在已经耗尽。在图1c的实例中，这指补充分组5。在已经接收到这个补充分组5之后，服务器12观察情况并且有利地开始两种单独的过程。

第一过程如下。根据本发明的语音后分组6由路由服务器12附加到发送的语音采样分组以便于产生预期长度的延迟，步骤24。这至少保持朝向接收终端的下行链路继续存在。也可能发送根据本发明的语音后分组到数据分组所正常源自的终端。在这种情况下，上行链路也仍继续存在。

在这两种选项中，服务器有利地以大约500ms的间隔发送5到10个根据本发明的语音后分组6。这在最后一个语音采样分组3b之后，在使用的链路被释放之前恰当地产生足够的延迟，这在图1c中指时间点4b。当在根据本发明的最后一个语音后分组的传输之后经过大约600毫秒时，使用的链路在根据现有技术的规程中被释放，步骤25。

与第一过程同时地，第二过程也有利地开始。在该过程中，在步骤26，确定某个终端是否需要上行链路，该终端更早时只是一直进行接收。如果不需要，则不需要做任何处理，并且过程在步骤25结束，其中使用的链路被释放。然而，如果在步骤26中发现终端需要上行链路，则可以利用朝向所述终端的仍然有用的下行链路来建立上行链路。这在图1c的实例中已经在时间点8完成。这样，从检测到需要新的上行链路的时刻开始大约200ms的时间内建立新的上行链路。因此，过程进行到步骤28，其中新的上行链路在给定的终端和网络之间起作用。

在根据本发明的第三实施例的方法中，步骤23和24已经在发送终端处执行。因此，网络只用作两个或多个终端之间的中继元件，并且上述服务器功能不需要只用于本发明。

图3以实例示出了在根据本发明的安排中的无线终端30的主要组成部分。终端30在分组的发送和接收中使用天线31。参考指示符32表示组成接收机RX的装置，通过该装置，无线终端30从蜂窝网络10接收分组。接收机RX包括根据现有技术用于所有接收的分组的装置。

参考指示符33表示组成无线终端中的发射机TX的装置。发射机装置33在待发送的信号上执行当与蜂窝网络10通信时所要求的所有必需的信号处理措施。

从本发明的观点来看，终端中的关键功能单元是控制终端30的操作的控制单元34。它控制属于终端30的所有主要组成部分的操作。它控制接收和发送。它还被用于控制用户接口UI36和存储器35。在根据本发明的安排中，控制单元34确定在给定时刻接收到的数据分组是不是包含语音采样或根据本发明的语音后分组。此外，如果所接收的根据本发明的语音后分组向终端的用户传达信息，则是控制单元34解码它们。根据本发明的第三实施例，如果已经在终端处附加语音后分组到语音采样数据分组，则该规程由控制单元34控制。

控制单元34在解码和发送根据本发明的分组中所要求的软件应用有利地驻留在存储器35中。

用户接口UI36被用于控制终端的功能。

在网络10侧，根据本发明的操作由服务器/服务器功能12保持。根据本发明的方法所要求的软件应用有利地被存储在路由服务器12中。

以上描述了根据本发明的某些优选实施例。本发明不限于刚刚描述的实施例。发明的思想可以在由所附权利要求定义的范围内以各种方式被应用。

Claims (23)

1.一种用于在蜂窝网络(10)中建立载送语音采样的新的分组交换专用信道的方法，在该方法中通信经专用信道发生，该专用信道包括上行链路和至少一条下行链路，以及在互连它们的核心网络(11)中，控制数据分组流的服务器功能/服务器(12)，其特征在于，在最后的语音采样分组(5)经上行链路发送后，保持所使用的专用信道一段持续时间，以便于能够利用至少一个下行链路，从连接到所述下行链路的至少一个终端建立新的上行链路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于保持所述专用信道包括：

-所述服务器(12)确定何时发送所述最后的语音采样分组(5)的步骤(23)，

-所述服务器(12)经下行链路发送至少一个语音后分组(6)至所述接收终端的步骤(24)，

-确定参与所述会话的终端是否需要新的上行链路的步骤(26)，以及

-建立所述上行链路的步骤(27)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述接收终端还在接收到所述最后的语音采样分组之后另外用信号通知所述终端的用户。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于语音后分组(6)以至多500ms的间隔经下行链路发送5到10次。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在最后的语音后分组(6)之后，所使用的下行链路在对蜂窝网络特定的延迟之后被释放。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于语音后分组还被发送给使用所述上行链路的终端。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所使用的专用信道以这样一种方式被保持：发送终端将至少一个语音后分组(6)附加到它所发送的最后的语音分组(5)。

8.一种蜂窝网络中的服务器功能/服务器(12)，其特征在于，在上行链路方向上接收所述最后的语音采样分组(3b)之后，其被安排为延长下行链路的存在达一段持续时间以便于能够从接收终端建立至少一个新的上行链路。

9.根据权利要求8所述的服务器功能/服务器，其特征在于其被安排为通过向连接到所述会话的至少一个终端发送语音后分组(6)来延长下行链路的存在。

10.根据权利要求9所述的服务器功能/服务器，其特征在于其被安排为以至多500ms的间隔来发送5到10个语音后分组(6)。

11.根据权利要求10所述的服务器功能/服务器，其特征在于其被安排为在语音后分组(6)中包括供所述终端的用户使用的信息。

12.一种蜂窝终端，其特征在于它包括用于识别语音后分组(6)的装置。

13.根据权利要求12所述的终端，其特征在于它还包括用于在所述最后接收到的语音采样分组(3b)之后执行信令的装置。

14.根据权利要求12所述的终端，其特征在于它还包括用于将语音后分组(6)附加到语音采样分组(1b、2b、3b)的装置。

15.一种蜂窝网络，其特征在于它包括用于保持发送终端和接收终端之间的专用信道达一段持续时间以便于能够利用较早的专用信道建立新的专用信道的装置。

16.根据权利要求15所述的蜂窝网络，其特征在于所述蜂窝网络中的所述专用信道通过在发送所述最后的语音分组之后发送语音后分组(6)给连接到所述专用信道的至少一个终端而被保持。

17.根据权利要求16所述的蜂窝网络，其特征在于发送语音后分组(6)的元件是在所述网络中操作的服务器(12)。

18.根据权利要求17所述的蜂窝网络，其特征在于发送语音后分组(6)的所述服务器(12)是路由服务器。

19.根据权利要求16所述的蜂窝网络，其特征在于发送语音后分组(6)的所述元件是结束它的传输的终端(15、16、17、18)。

20.根据权利要求16所述的蜂窝网络，其特征在于所述专用信道通过以500ms的间隔发送5到10个语音后分组而被保持。

21.根据权利要求20所述的蜂窝网络，其特征在于在所述最后的语音后分组(6)之后，所述较早的专用信道被安排为在对网络特定的延迟之后被释放。

22.用于在分组交换蜂窝网络中继续专用信道的存在的软件装置，其特征在于该软件装置被用于实现：

-用于确定所述最后的语音采样分组(5)何时被发送的步骤(23)，

-用于发送至少一个语音后分组(6)给接收终端的步骤(24)，

-用于确定参与该会话的终端是否需要新的上行链路的步骤(26)，以及

-用于建立所述上行链路的步骤(27)。

23.根据权利要求22所述的软件装置被存储在数据存储媒介上，以加载该软件装置到适当的数据处理设备。

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