DE10213733A1 - Package processor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt, mit einem Modul, das vorzugsweise nachträglich installierbar ist, das die Sprachinformationen abfängt, bevor sie verbindungsorientiert übertragen werden, um sie in Pakete zu zerlegen, die dann paketorientiert übertragen werden.The invention relates to a mobile terminal for a packet-oriented network, in particular UMTS, which transmits voice information by default in a connection-oriented manner, with a module which can preferably be installed retrospectively, which intercepts the voice information before it is transmitted in a connection-oriented manner in order to break it down into packets, which then are transmitted in a packet-oriented manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt. The invention relates to a method and a mobile terminal for a packet-oriented network, especially UMTS, the By default, voice information is connection-oriented transfers.
Aufgrund der hohen Echtzeitanforderung, die mobile Endgeräte bei der Übertragung von Sprachinformationen stellen, sind die momentan verwendeten Netzwerke hybrider Natur. Einerseits sind sie paketorientiert, wenn es um Informationen geht, die nicht hohe Echtzeitanforderungen stellen. Andererseits sind Sie Verbindungs orientiert, wenn es um Sprachübertragungen geht. Bei diesen Sprachübertragungen werden dedizierte Kanäle in der Regel verwendet. Aufgrund der starken Schwankungen, die gerade bei mobilen Endgeräten hinsichtlich der Verbindungsqualität auftreten, kann eine qualitativ hochwertige Übertragung von Sprachinformationen durch Pakete nur dann erfolgen, wenn Aussagen über das Netzwerk und dessen Übertragungsqualität sichergestellt werden können. Due to the high real-time requirement, the mobile devices in the transmission of voice information are the currently used networks of hybrid nature. On the one hand they're packet-oriented when it comes to information that isn't have high real-time requirements. On the other hand, you are Connection-oriented when it comes to voice transmissions. Dedicated channels are used in these voice transmissions Usually used. Due to the strong fluctuations that are currently for mobile devices with regard to the connection quality high quality transmission of Voice information is only provided by packets if Statements about the network and its transmission quality can be ensured.
Die Sicherstellung der Qualität ist nicht Bestandteil dieser Anmeldung, sie wurde bereits in einer Anmeldung beschrieben, die im Vorfeld hierzu eingereicht wurde. Vielmehr ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein transparentes Verfahren bereitzustellen, bei dem die Wahl der Art der Übertragung für den Benutzer transparent erfolgt. Ensuring quality is not part of this Registration, it has already been described in a registration, which was submitted in advance. Rather it is Object of this invention, a transparent process to provide, in which the choice of the type of transfer for the user is transparent.
Aufgrund der Vielzahl von Telefonen, die vertrieben werden, muss es sich hierbei um eine Erfindung handeln, die ohne schwierige technische Anforderungen auf einer Vielzahl von unterschiedlichen Geräten die entsprechende Funktion implementieren kann. Die Verwendung eines paketorientierten Verfahrens bei der Übertragung von Sprachdaten hat den Vorteil, dass nur eine geringe Bandbreite benötigt wird, da oftmals eine Sprachübertragung zu einem Zeitpunkt nur in eine Richtung erfolgt. Weiterhin werden bei Sprachübertragungen nur in größeren zeitlichen Abständen Informationen übertragen. Der Benutzer hätte hierdurch die Möglichkeit, Kosten zu sparen, da bei paketorientierten Tarifen meist nach dem Volumen abgerechnet wird und nicht nach der Zeit. Weiterhin hätte der Betreiber des Netzwerkes die Möglichkeit, eine Vielzahl von Benutzern einzubinden, da die Kapazitäten besser ausgelastet werden können. Because of the variety of phones that are sold, it must be an invention without difficult technical requirements on a variety of different devices the appropriate function can implement. The use of a package-oriented Procedure for the transmission of voice data has the The advantage that only a small bandwidth is required because often only one voice transmission at a time Direction. Furthermore, in voice transmissions only transmit information at larger intervals. The This would give users the opportunity to save costs for package-oriented tariffs mostly by volume is billed and not according to time. Furthermore, the Network operators have the possibility of a variety of Involve users because the capacities are better utilized can be.
Aufgabe der Erfindung ist es, in einer transparenten Form Sprachinformationen paketorientiert zu übertragen. The object of the invention is in a transparent form To transmit voice information in a packet-oriented manner.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. This object is achieved by the inventions according to the features of independent claims. advantageous Further developments of the inventions are in the subclaims characterized.
Im Wesentlichen handelt sich um ein mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt. Dieses Endgerät ist mit einem Modul versehen, das vorzugsweise nachträglich installierbar ist, das die Sprachinformationen abfängt, bevor sie verbindungsorientiert übertragen werden. Es wird darurch keine Verbindung über die herkömmliche verbindungsorientierte Methode aufgebaut. Bevor die Sprachinformationen in Pakete zerlegt werden und entsprechend eingepackt werden, durchlaufen sie eine Transformation, bei der ein Codec verwendet wird. Die Wahl des Codec hängt davon ab, wie die Qualität der Verbindung momentan ist, und wie sie in Zukunft zu erwarten ist. Die Beurteilung des zukünftigen Verhaltens wird durch einen entsprechenden Algorithmus berechnet, der vorzugsweise auf stochastischen Überlegungen basiert. Es ist jedoch ebenfalls möglich, andere Algorithmen heranzuziehen, wie z. B. neuronale Netze. Für den Paketorientierten Versand der Pakete wird vorzugsweise das RTP Protokoll berücksichtigt. Nach dem die Pakete so verpackt wurden, werden sie über die paketorientierte Verbindung möglichst an einen Software-Switch/Media Gateway übermittelt, der die Pakete dann weiterleitet. Der Software-Switch/Media Gateway kann u. U. ebenfalls die Pakete auspacken und in andere Pakete umpacken. Dies hängt davon ab, wer der Gesprächspartner auf der gegenüberliegenden Seite ist und wie die Verbindung zu ihm aufgebaut werden kann. It is essentially a mobile device for a packet-oriented network, especially UMTS, the By default, voice information is connection-oriented transfers. This terminal is provided with a module that is preferably retrofittable that the Intercepts voice information before being connection-oriented be transmitted. It will not connect to the traditional connection-oriented method established. Before the language information is broken down into packets and packed accordingly, they go through a Transformation using a codec. The choice of Codec depends on how the quality of the connection is currently and how it can be expected in the future. The assessment of future behavior is determined by an appropriate Algorithm calculated, preferably on stochastic Considerations based. However, it is also possible to others To use algorithms such as B. neural networks. For the Parcel-oriented dispatch of the parcels is preferably the RTP Protocol considered. After the packages are packaged like this they will be through the packet-oriented connection if possible transmitted to a software switch / media gateway, which then forwards the packets. The software switch / media Gateway can Unpack the packages and in repack other packages. It depends on who the Interlocutor on the opposite side is and how the connection to it can be established.
In der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Bibliothek oder einen Treiber, der auf das Endgerät aufgespielt wird und transparent, ohne dass der Benutzer Kenntnisse von der Verbindung hat, die Verbindung aufbaut. In besonderen Situationen, bei denen die Qualität so schlecht ist, dass eine paketorientierte Übertragung zu keinem akzeptablen Ergebnis führen würde, kann diese Softwareschicht entscheiden, dass die Informationen in herkömmlicher Weise übertragen werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Funktionalität auch gleich Bestandteil des Endgerätes sein kann und durch entsprechende Hardwarekomponenten realisiert wird. In the preferred embodiment, it is a Library or a driver on the terminal is deployed and transparent without the user Has knowledge of the connection, builds the connection. In special situations where the quality is so bad is that a packet-oriented transmission to none this software layer can lead to acceptable result decide that the information in a conventional manner be transmitted. However, it should be noted that the Functionality can also be part of the end device can and realized by appropriate hardware components becomes.
Die beschriebene Software wird als Layer in die vorhandene Software des mobilen Endgerätes integriert, sodass keinerlei für den Anwender sichtbaren Veränderungen bei den Anwendungen vorgenommen werden müssen, die auf Softwareschichten zugreifen, die oberhalb des erfindungsgemäßen Moduls liegen. Durch diesen Ansatz erscheint es für den Benutzer so, als würde er in herkömmlicher Weise kommunizieren. Für ihn ist die Schicht somit transparent, da er in der Regel nur mit Anwendungen wie Browser, Telefonbuch, Adressbuch, Wähler arbeitet, die auf der höchsten Softwareschicht angeordnet sind. The software described is a layer in the existing Software of the mobile device integrated, so that none changes in applications visible to the user must be made on software layers access that are above the module according to the invention. With this approach, it appears to the user as he would communicate in a conventional way. For him it is Layer is therefore transparent, since it is usually only with Applications such as browser, phone book, address book, voters works that are arranged on the highest software layer are.
In einer möglichen Ausgestaltungsform wird das Modul als Treiber ausgestaltet, der sich über den Paket Stack legt sowie über den Treiber, der für die verbindungsorientierte Kommunikation vorgesehen ist. In one possible embodiment, the module is called Driver designed, which lies over the packet stack as well about the driver that is for connection-oriented Communication is provided.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Software Schnittstellen bereit, auf die Anwendungen direkt zugreifen können. In diesem Falle handelt es sich nicht um eine transparente Ausführungsform, sondern um eine spezielle für Entwickler. Hierbei werden APIs zur Verfügung gestellt, auf die andere Software unmittelbar zugreifen kann. In a further embodiment, the software provides Interfaces ready to access the applications directly can. In this case it is not one transparent embodiment, but a special one for Developer. Here APIs are made available on the other software can access immediately.
Sollte RTP als Protokoll verwendet werden, so umfasst die Erfindung ebenfalls einen RTCP-Handler, der die Qualität der Übertragung überprüft, um ggf. Änderungen an den Einstellungen zu veranlassen. Den genauen Aufbau dieses RTCP-Handlers kann den weiter unten aufgeführten RFCs entnommen werden. If RTP is used as a protocol, the Invention also an RTCP handler, the quality of the Transfer checked for any changes to the settings to cause. The exact structure of this RTCP handler can can be found in the RFCs listed below.
Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist ein Modul zur Kompensierung von Jitter-Losses. Hierdurch werden Verzerrungen und Paketverluste kompensiert, wobei vorzugsweise ein Puffer verwendet wird. Another component of the present invention is a Jitter loss compensation module. This will Distortion and packet loss are compensated for, preferably a buffer is used.
Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Übertragung von Sprachinformationen in einem paketorientierten Funknetzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt, bei dem Sprachinformationen eines mobilen Endgerätes abgefangen werden, die verbindungsorientiert übertragen werden sollen. In einem weiteren Schritt werden die Sprachinformationen codiert, soweit dies nicht bereits in ausreichender Form erfolgt ist. In Abhängigkeit der Qualität einer paketorientierten Verbindung kann hierbei ein unterschiedlicher Code gewählt werden. In einem nächsten Schritt werden die codierten Sprachinformationen paketiert, wobei vorzugsweise RTP-Pakete erzeugt werden. Another component of the present invention is a Method for the transmission of voice information in one packet-oriented radio network, in particular UMTS, the By default, voice information is connection-oriented transmits voice information of a mobile Terminal are intercepted, the connection-oriented should be transferred. In a further step, the Language information encoded, if not already in sufficient form has taken place. Depending on the quality A packet-oriented connection can be used here different code can be selected. In a next one Step the encoded speech information is packetized preferably RTP packets are generated.
Auch bei diesem Verfahren werden durch zukunftsbetrachtende Algorithmen, insbesondere stochastische oder neuronale, ein Codec gewählt und/oder die Form der Paketierung bestimmt. Even with this procedure, future-oriented Algorithms, especially stochastic or neuronal Codec selected and / or the form of packaging determined.
Wie bereits oben beschrieben wurde, wird die paketorientierte Sprachverbindung über einen Softswitch/Media-Gateway initialisiert und aufgebaut, der die Informationen an den Empfänger weiterleitet. As already described above, the package-oriented Voice connection via a softswitch / media gateway initialized and built up of the information to the Forwards the recipient.
Ein weiterer Bestandteil ist ein Computerprogramm, das auf unterschiedlichen Plattformen ablaufen kann und das oben beschriebene Verfahren umsetzt. Hierbei kann es sich um einen maschinenunabhängigen Code oder um maschinenspezifischen Code handeln. In einer weiteren Ausführungsform werden die bestehenden Treiber ersetzt oder erweitert, sowie die Bibliotheken ersetzt und/oder erweitert. Another component is a computer program that runs on different platforms can run and the above implement the described method. This can be one machine-independent code or machine-specific code act. In a further embodiment, the existing drivers replaced or expanded, as well as the Libraries replaced and / or expanded.
Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Datenträger mit einer Datenstruktur, die nach einem Laden in einen Hauptspeicher eines mobilen Endgerätes das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Another component of the invention is a data carrier with a data structure that after loading into a Main memory of a mobile terminal device according to the invention Procedure.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigt: The invention is described below with reference to Exemplary embodiments explained in more detail in the figures are shown schematically. Same reference numbers in the individual figures denote the same elements. in the Individual shows:
Fig. 1 eine schematische Übersicht der unterschiedlichen Layer und ihre Anordnung in der vorliegenden Erfindung sowie den Aufbau der entsprechenden Module; Figure 1 is a schematic overview of the different layers and their arrangement in the present invention and the structure of the corresponding modules.
Fig. 2 einen detaillierten Aufbau der schematischen Darstellung nach Fig. 1 mit unterschiedlichen Unterkomponenten und ihren entsprechenden Verbindungen. Fig. 2 shows a detailed structure of the schematic representation of Fig. 1 with different sub-components and their corresponding connections.
In Fig. 1 ist das Schichtenmodell der vorliegenden Erfindung zu sehen. Das Modul fmQ ist ein Qualitätssicherungssystem, das konstant die Qualität überprüft und Schätzungen für die Zukunft macht. Auf Grund dieser Schätzungen wird frühzeitig ein anderer Codec gewählt, oder es werden andere Parameter verändert, die z. B. die Signalleistung oder Art der Paketierung betreffen. Oberhalb der Transportschichten, wie sie durch IP, UDP sowie TCP dargestellt werden, befindet sich der Realtimepaketprozessor, der für die Paketierung zuständig ist. Oberhalb dieser Schicht ist das Modul angeordnet, das für die Codierung der Sprachinformationen zuständig ist. Auf diesem Modul basieren weitere Sprachanwendungen. Das Modul Multimedia Control dient zur Bereitstellung von den APIs (Application Programming Interface). Dies stellt in der Regel eine Bibliothek dar, auf der andere Anwendungen aufbauen, wie z. B. grafische und optische Systeme, die Online-Konferenzen ermöglichen. In Fig. 1, the layer model of the present invention can be seen. The fmQ module is a quality assurance system that constantly checks the quality and makes estimates for the future. On the basis of these estimates, a different codec is selected at an early stage, or other parameters are changed which, for. B. concern the signal power or type of packaging. The real-time packet processor, which is responsible for the packaging, is located above the transport layers, as represented by IP, UDP and TCP. The module that is responsible for coding the speech information is arranged above this layer. Further language applications are based on this module. The Multimedia Control module is used to provide the APIs (Application Programming Interface). This is usually a library on which other applications are based, such as B. graphic and optical systems that enable online conferences.
Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau mit Informationswegen zwischen den einzelnen Modulen. Fig. 2 shows the detailed structure with information paths between the individual modules.
So besteht das Codec Modul aus einer Schnittstelleneinheit, die auf die Sprachinformationen zugreift. Die eingetroffenen Informationen werden gefiltert, sodass ein Echo eliminiert werden kann und die Lautstärke wird entsprechend angepasst. So the codec module consists of an interface unit, that accesses the voice information. The arrivals Information is filtered so that an echo is eliminated can be adjusted and the volume is adjusted accordingly.
Daraufhin werden die Informationen an eine Codier-Einheit übergeben, die sowohl für das Codieren als auch für das Decodieren zuständig ist (AMR und AMR-WB Codecs, siehe 3GPP Dokumente in der Anlage). The information is then sent to a coding unit passed, both for coding and for the Decoding is responsible (AMR and AMR-WB codecs, see 3GPP Documents in the attachment).
Nach dem ein Frame erstellt worden ist (siehe IETF Dokument), wird die Sprachinformation an einen Echtzeit-Paketsystem übergeben. Dieser Echtzeitpaketprozessor besteht einerseits aus einem Verzerrungs- und Verlustkompensator, einem RTP- Paketierer und einem RTCP-Handler. Die Funktionalitäten sind den entsprechenden RFCs zu entnehmen, die am Ende der Anmeldung aufgeführt sind. Der Verzerrungs- und Verlustkompensator wurde bereits oben beschrieben. Er besteht im Wesentlichen aus einem Speicherbereich. Die Einheit zum Paketieren von Paketen ist so ausgebildet, dass sie jederzeit durch einfache Erweiterung andere Transportprotokolle berücksichtigen kann. Der Echtzeitpaketprozessor hat Zugriff auf die darunterliegenden Netzwerk-Level. In der vorliegenden Darstellung greift der Echtzeitpaketprozessor auf das UDP Level zu. Es ist jedoch auch möglich, dass er direkt auf das IP Level oder TCP Level zugreift. After a frame has been created (see IETF document), the voice information is sent to a real-time packet system to hand over. This real-time packet processor exists on the one hand from a distortion and loss compensator, an RTP Packager and an RTCP handler. The functionalities are see the corresponding RFCs at the end of the Registration are listed. The distortion and Loss compensator has already been described above. It exists essentially from a storage area. The unit for Packing packages is designed so that they can be used at any time by simply extending other transport protocols can take into account. The real-time packet processor has access to the underlying network levels. In the present The real-time packet processor accesses the UDP Level too. However, it is also possible that it directly on the Accesses IP level or TCP level.
Der Echtzeitprozessor hat Schnittstellen zum TCP/IP Stack und bietet APIs für Multimedia-Anwendungen und APIs für das RTCP. The real-time processor has interfaces to the TCP / IP stack and offers APIs for multimedia applications and APIs for RTCP.
Die Multimedia Kontrolleinheit ist zuständig, um Verbindungen aufzubauen, diese Verbindungen zu verwalten und zu überprüfen. Weiterhin hat diese Einheit Zugriff auf den Codierer über eine entsprechende Kontrolleinheit. Dieser Baustein spielt eine große Rolle bei der Kommunikation mit anderen Modulen. Die Kommunikationsfunktionalität wird in der Session Control Einheit implementiert. Das Modul erlaubt es, andere Anwendungen zu starten, wenn entsprechende Signale durch SIP mitgeteilt werden oder andere Modulen dieses wünschen. Ein Beispiel ist z. B. ein jpg-Viewer, oder ein Internetbrowser der bei entsprechenden Daten gestartet wird. Es ist eine entsprechende Verwaltung da, die anhand der Extensionen der Informationen die Programme erkennt, die zur Bearbeitung der Informationen zu starten sind. The multimedia control unit is responsible for connections establish, manage and review these connections. Furthermore, this unit has access to the encoder via appropriate control unit. This building block plays one great role in communicating with other modules. The Communication functionality is in the session control Unit implemented. The module allows others Applications start when appropriate signals through SIP be communicated or other modules request this. On Example is e.g. B. a jpg viewer, or an Internet browser which is started with the corresponding data. It is one appropriate administration there, based on the extensions of the Information recognizes the programs that are used to edit the Information to start.
Unterhalb der Multimedia Kontrolleinheit ist die Signal Kontrolleinheit, die für die physikalischen Signale zuständig ist. Eine der Hauptaufgaben dieser Einheit ist das SIP Protokoll abzubilden. Die Implementierung dieser Einheit verwendet Methoden aus dem 3GPP Dokument, wie es unten beschrieben wurde. The signal is below the multimedia control unit Control unit responsible for the physical signals is. One of the main tasks of this unit is the SIP Map log. The implementation of this unit uses methods from the 3GPP document as below has been described.
Diese Einheit realisiert weiterhin die PDP-Kontext-Aktivierung, die Datenverdindung zum UMTS Netzwerk und zum USIM, wodurch Benutzer authentifiziert werden und Verbindungen aufgebaut werden können mit entsprechenden Verbindungseigenschaften (Qualtiy of Service). Weiterhin besteht eine externe Schnittstelle, die als Proxy-Anwendung verwendet werden kann,. Dies erlaubt eine Integration von Anwendungen, die einen Standard SIP-Stack verwenden, um in 3 G Umgebungen zu arbeiten. This unit continues to implement PDP context activation, the data connection to the UMTS network and to the USIM, whereby Users are authenticated and connections established with appropriate connection properties (Quality of Service). There is also an external one Interface that can be used as a proxy application. This allows integration of applications that one Use standard SIP stack to work in 3G environments.
Weiterhin ist ein Modul vorgesehen, das SIP Komprimierung
durchführt und ein weiteres, das das SDP Protokoll unterstützt.
SDP wird in einigen SIP Methoden verwendet, um die
Eigenschaften des Endgerätes zu beschreiben, das für den RTP
Strom zuständig ist und um die Eigenschaften der Geräte
auszuhandeln, die in den Multimedia Anruf verwickelt sind.
Weiterhin hat die Einheit Modulschnittstellen zur Multimedia
Kontrolleinheit (MC) und zum IP Stack.
Liste der zitierten Literatur
[1] RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, IETF
RFC 1889
[2] RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, IETF
draft-ietf-avt-rtp-new-11.txt
[3] AMR Speech Codec; General Description, 3GPP TS 26.071
v4.0.0
[4] AMR Wideband Speech Codec; General Description, 3GPP TS
26.171 v5.0.0
[5] SIP: Session Initiation Protocol, IETF RFC2543
There is also a module that performs SIP compression and another that supports the SDP protocol. SDP is used in some SIP methods to describe the properties of the terminal that is responsible for the RTP stream and to negotiate the properties of the devices that are involved in the multimedia call. The unit also has module interfaces to the multimedia control unit (MC) and the IP stack. List of literature cited [1] RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, IETF RFC 1889
[2] RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, IETF draft-ietf-avt-rtp-new-11.txt
[3] AMR Speech Codec; General Description, 3GPP TS 26,071 v4.0.0
[4] AMR wideband speech codec; General Description, 3GPP TS 26,171 v5.0.0
[5] SIP: Session Initiation Protocol, IETF RFC2543
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: , |
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130307 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20131001 |