DE19733916B4

DE19733916B4 - Ein Verfahren für lokales Weiterleiten und dazugehöriger Transcoder

Info

Publication number: DE19733916B4
Application number: DE19733916A
Authority: DE
Inventors: David Fraser Chambers
Original assignee: Motorola Ltd
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: SE9702896D0; FR2752499A1; SE522663C2; DE19733916A1; GB2316272B; SE9702896L; US5930715A; GB9616794D0; FI973275A; FI973275A0; CN1112826C; HK1008633A1; FR2752499B1; GB2316272A; CN1175879A; FI116352B

Abstract

Verfahren zum Modifizieren der Weiterleitung eines Anrufs zwischen einer ersten und einer zweiten Telekommunikationseinheit eines Fernmeldesystem mit einem Transcoder, der so geschaltet ist, daß er über einen Schalter Informationen von der ersten Telekommunikationseinheit erhält, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
a) Erzeugen eines verschlüsselten Signals, indem der Transcoder veranlaßt wird, in die Information eine Rufkennung einzubetten, die anzeigt, wie der Anruf durch das Fernmeldesystem weitergeleitet wird,
b) Übertragen des verschlüsselten Signals in das Fernmeldesystem,
c) Empfangen eines Signals von dem Fernmeldesystem in dem Transcoder und Versuch, die Rufkennung im Signal zu erkennen, und
d) Veranlassen, daß, falls die Rufkennung entdeckt wurde, der Anruf nur über den Schalter, bei dem gerade erkannt wurde, daß er sowohl der ersten als auch zweiten Telekommunikationseinheit dient, an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Weiterleiten einer Nachricht auf lokaler Ebene und ihr dazugehöriges Protokoll, und sie ist speziell, jedoch nicht ausschließlich, auf das Weiterleiten einer Nachricht innerhalb eines zellulären Fernmeldenetzwerks anwendbar.
Zusammenfassung des Standes der Technik
Die Kosten für den Aufbau der Verbindungen der Infrastruktur von Fernmeldesystemen zwischen den stationären Stationen entscheiden über die Chance, ein konkurrenzfähiges, preiswertes Telefonsystem bereitzustellen. Die Betriebskosten werden tatsächlich weniger durch Kosten für den Aufbau der Infrastruktur (die gleichmäßig auf die Lebensdauer des Systems verteilt werden können) oder die Lizenzkosten für die begrenzten Funkschnittstellen bei einem Funkverbindungssystem beeinflußt als vielmehr durch die laufenden Kosten, die durch das Mieten von stabilen Verbindungsgliedern wie zum Beispiel Satelliten-Verbindungen und Megastream-Datenleitungen mit großer Datenübertragunsrate, die sehr leistungsfähig sind und eine hohe Güte haben. Dieses Problem wird bei in Zellen unterteilten Fernmeldesystemen wie etwa beim Globale System für Mobile (GSM) Kommunikation immer deutlicher, bei denen der Anteil der mobil-nach-mobil-Anrufe zu den mobil-nach-stationärem-Netzwerk-Anrufe innerhalb desselben lokalen (geographischen) Gebiets mit dem Marktanteil zunimmt. Insbesondere können die Leasing-Kosten für diese Zwischenglieder hoher Qualität bei den Systemen übermäßig groß werden, bei denen viele Anrufe, zum Beispiel wenn sie innerhalb einer Nachbarschaft oder innerhalb eines Gebäudes geführt werden, zu einem niedrigen Tarif sein müssen, weil die Anrufe andernfalls möglicherweise auf einer lokalen Grundlage weitergeleitet werden könnten, anstatt daß der Anruf zwischen stationären Basissendeempfangsstationen (Base Transceiver Station = BTS) und festen, aber räumlich getrennten Basisstationsteuerungen (Base Site Controller = BSC) weitergeleitet wird.
Bei mobilen Fernmeldesystemen wird gegenwärtig ein doppeltes Verschlüsselungsverfahren angewendet. Speziell wird eine mobile Einheit die Sprache zuerst für die Übertragung zum Beispiel über ein Hochfrequenzverbindung zu der Anlage der Basisstation verschlüsseln. Dann wird die Anlage der stationären Infrastruktur an der Basistation die Signale für die Übertragung weiter verschlüsseln, um eine wirksame und stabile Nachrichtenübertragung über eine Funkschnittstelle sicherzustellen.
Beim GSM beispielsweise verschlüsselt eine mobile Einheit eine Sprachübertragung mit einer Geschwindigkeit von 16 kbit/s, die 13 kbit/s abgetasteter Sprache und 3 kbit/s Hilfsinformationen wie etwa Paritätsprüfung und Korrekturbits (und ähnliches) und Synchronisationsinformationen enthält. Diese 16 kbit/s Sprache wird zusammen mit drei weiteren Sprachanrufen in ein Zeitfenster gemultiplext, um auf einer Überlandleitung einen Kanal mit 64 kbit/s zu erzeugen, und dieser Kanal wird von einer Basisstationssteuerung (BSC) an die stationäre Basissendeempfangsstation (BTS) übertragen. Es ist klar, daß die BTS eine Zelle bedient, die üblicherweise in einzelne Sektoren unterteilt ist, die wiederum von einzelnen Sendeempfängern verwaltet werden, während eine BSC eine Gruppe von Zellen bedient. Ein Transcoder (der eine Übersetzung des von der BTS erhaltenen Verschlüsselungsschemas erzeugt) demultiplext den Kanal und verschlüsselt dann jede Sprachübertragung in ein 64 kBit/s Pulscode-moduliertes (PCM) Format zur transparenten und sequentiellen Übermittlung an eine erste mobile Schaltzentrale (MSC), eine zweite MSC und dann zu einem zweiten Transcoder zur PCM-Dekodierung für weiteres Weiterleiten an eine BSC, BTS und schließlich und endlich zu einer anderen Teilnehmereinheit.
Bei der Verschlüsselung speziell im GSM-System (das lediglich als Beispiel dient) ist ein TRAU-Informationsrahmen (Transcoder Rate Adaption Unit/Transcoder-Übertragungsraten-Anpassungs-Einheit) 20 Millisekunden (ms) lang, wobei die Sprache mit einer Rate von 8000 Abtastungen pro Sekunde abgestastet wird. Da jedes Sample ein Datenwort mit 8 Bit ist, besteht daher jeder TRAU-Rahmen aus einhundertsechzig 8-Bit-Abtastwerten. Im Betrieb verschlüsselt der Transcoder als nächstes diese einhundertsechzig Abtastwerte zu einem PCM-Wort mit 8-Bit, was 1280 Bit an PCM-Information pro Rahmen (entsprechend 64 kBit/s) ergibt. Der Aufbau des 8-Bit PCM-Rahmens spiegelt natürlich einen Signalpegel wieder, wobei das am wenigsten signifikante Bit (LSB) im Vergleich zu der relativen Bedeutung der folgenden Bits relativ weniger wichtig für die Wiederherstellung der verschlüsselten Information ist. Das signifikanteste Bit (MSB) hat daher die stärkste Auswirkung bei der Wiederherstellung der verschlüsselten Information, denn sein Bit-Wert in einem binären 8-Bit Wort ist einhundertachtundzwanzigmal bedeutsamer als der Bit-Wert des LSB.
Die Druckschrift EP 0826292 B1 beschreibt ein Verfahren, in welchem eine intelligente Nebenstellenanlage eines zellularen Netzes einen Anruf eines ersten Teilnehmers zu einem zweiten Teilnehmer über einen Switch weiterleitet, wobei die intelligente Nebenstellenanlage anhand der, in einer Nachricht eingebetteten, Rufkennung des zweiten Teilnehmers den optimalen Kopplungspunkt für diese beiden Teilnehmer innerhalb des zellularen Netzes bestimmt.
Die Druckschrift WO 95/24789 A2 beschreibt einen Transcoder, der zwischen einer MSC und einer BSC geschaltet ist, und wobei die MSC, falls ein erster und ein zweiter Teilnehmer zur gleichen BSC gehören, eine Kontrollnachricht an die BSC schickt und eine Kommunikation zwischen diesen beiden Teilnehmern dann direkt über die BSC erfolgt, ohne eine Verzögerung durch den Transcoder oder die MSC.
Verwandte Patentanmeldungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf und ergänzt die gleichzeitig eingereichte, ebenfalls anhängige Patentanmeldung (NR. GB-9616734.1 mit dem Titel „Transcoder And Method For A Non-Tandem Coding Operation". Diese weitere Anmeldung wurde ebenfalls im Namen von Motorola Limited eingereicht, und auf sie wird hier Bezug genommen. In dieser weiteren, ebenfalls anhängigen Anmeldung wird ein Nicht-Tandem-Betrieb zwischen Transcodern eines Fernmeldenetzes durch das Erkennen der Transcoder-Kompatibilität erreicht. Die ebenfalls anhängige Anmeldung offenbart allgemeinen (also ohne spezielle Einschränkungen) das Konzept, bei dem ein erster Transcoder dazu verwendet wird, Verschlüsselungsinformation wie etwa einzeln verschlüsselte Sprache mit Pulscode-Modulation anfänglich durch Transkodieren zu verdoppeln. Periodisch wird bei jedem der aufeinanderfolgenden Worte eines doppelt verschlüsselten Rahmens das am wenigsten signifikantes Bit durch aufeinanderfolgende Bits eines vorgegebenen Datenmusters (das die Kompatibilität des Transcoders anzeigt) ersetzt, um einen eingebetteten Datenkanal niedriger Übertragungsgeschwindigkeit zu schaffen. Ein zweiter Transcoder, der anfänglich verwendet wird, um doppelt verschlüsselte Rahmen zu empfangen, sucht nach dem vorgegebenen Datenmuster und wird, wenn das vorgegebene Datenmuster gefunden wurde, dazu verwendet, sich selbst für einen Sprachverschlüsselungs-Umleitungsbetrieb umzukonfigurieren (also kein Tandembetrieb). Ein Rückkopplungsme chanismus bewirkt, daß der erste Transcoder einen Sprachverschüsselungs-Umleitungsbetrieb aufnimmt, bei dem zum Beispiel einzeln verschlüsselte Sprache direkt durch den ersten und zweiten Transcoder weitergeleitet wird, ohne daß es notwendig ist, doppeltes Verschlüsseln und das zugehörige Entschlüsseln anzuwenden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Modifizieren der Weiterleitung eines Anrufs zwischen einer ersten und einer zweiten Telekommunikationseinheit eines Fernmeldesystems mit einem Transcoder, der so geschaltet ist, daß er über einen Schalter Informationene von der ersten Telekommunikationseinheit erhält, bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: a) Erzeugen eines verschlüsselten Signals, indem der Transcoder veranlaßt wird, in die Information eine Rufkennung einzubetten, die anzeigt, wie der Anruf durch das Fernmeldesystem weitergeleitet wird, b) Übertragen des verschlüsselten Signals in ein Fernmeldesystem, c) Empfangen eines Signals von dem Fernmeldesystem in dem Transcoder und Versuch, die Rufkennung im Signal zu entdecken, und d) Veranlassen, daß, falls die Rufkennung entdeckt wurde, der Anruf nur über den Schalter, bei dem gerade erkannt wurde, daß er sowohl der ersten als auch zweiten Telekommunikationseinheit dient, an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet wird.
Der Anruf enthält üblicherweise Verkehrskanalinformation und zugehörige Steuerkanalinformation. In Schritt d) wird jedoch nur die Verkehrskanalinformation direkt über den Schalter an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet.
Die vorliegende Erfindung schafft als zweiten Aspekt einen Transcoder, der so geschaltet ist, daß er über einen Schalter Informationen von einer ersten Telekommunikationseinheit eines Fernmeldesystems empfängt, das dazu dient, einen Anruf zwischen der ersten Telekommunikationseinheit und einer zweiten Telekommunikationseinheit weiterzuleiten, wobei der Transcoder umfaßt: a) eine Vorrichtung, ein verschlüsseltes Signal durch das Einbetten einer Rufkennung zu erzeugen, die kennzeichnet, wie der Anruf durch das Fernmeldesystem weitergeleitet wurde, b) eine Vorrichtung zum Übertragen des verschlüsselten Signals in das Fernmeldesystem, c) eine Vorrichtung zum Empfangen eines Signals vom Fernmeldesystem und zum Versuchen, die Rufkennung im Signal zu entdecken, und d) eine Vorrichtung, die auf das Entdecken der Rufkennung reagiert, und veranlaßt, daß der Anruf nur über den Schalter, von dem gerade erkannt wurde, daß er sowohl der ersten als auch der zweiten Telekommunikatinseinheit dient, an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Transcoder außerdem: einen Speicher, um eine vorgegeben Bitfolge zu speichern, und eine Vorrichtung zum Ändern der Steuerinformation des Anrufs, damit sie die vorgegebene Bitfolge enthält, die anzeigt, daß der Anruf nur über den Schalter von der ersten zur zweiten Telekommunikationseinheit weitergeleitet wurde. Der Transcoder umfaßt außerdem: eine Vorrichtung zum Erfassen der vorgegebenen Bitfolge im empfangenen Signal, und eine Vorrichtung zum Umkehren der Weiterleitung des Anrufs durch das Fernmeldesystem, falls die vorgegebene Bitfolge nicht erfaßt wird.
Die vorliegende Erfindung verringert die wiederkehrenden Kosten der Zusammenschaltungen zwischen BTS und BSC Stationen sowohl für mobil-nach-mobil-Anrufe als auch für mobil-nach-stationäres-Netzwerk-(Teilnehmer-)Anrufe durch das lokale Weiterleiten des Anrufverkehrs innerhalb der BTS-Stationen erheblich.
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fernmeldesystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein exemplarisches Format für ein eingebettetes Datenmuster, das als Übertragungsprotokoll im Fernmeldesystem von 1 verwendet wird.
3 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm eines Fernmeldesystems nach 1 mit einer Darstellung eines bevorzugten, vom Transcoder ausgehenden Übertragungsprotokolls.
4 zeigt ein Flußdiagramm, das lokales Weiterleiten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fernmeldesystems 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird angenommen, daß eine Zelle des Fernmeldesystems 10 eine MSC 12 enthält, die über einen ersten Transcoder 14 (XCDR)(und über eine Übertragungsvorrichtung 15, die sowohl Verkehrskanal- als auch Steuerkanalinformation übertragen kann) mit einer BSC 16 verbunden ist. Die BSC 16 ist mit einer Schaltungspoolverwaltung 18 verbunden, die den Betrieb eines ersten Kopplungselementtreibers 20 (oder ähnliches) steuert, der seinerseits einen ersten Schalter 22 ansteuert, der eine Verkehrskanalvorrichtung 24 mit einer BSC 16 verbindet. Der erste Schalter 22 ist über die Verkehrskanalvorrichtung 24 außerdem mit einem zweiten Schalter 26 gekoppelt, der von zweiten Kopplungselementtreiber 28 angesteuert wird, der seinerseits mit einer BTS 30 verbunden ist. Die BTS 30 kann eine Picozellen-BTS sein. Sie ist über die Verkehrskanalvorrichtung 24 ebenfalls mit dem zweiten Schalter 26 verbunden und über ihn mit der BSC 16 und der MSC 12. Der Ausdruck Verkehrskanalvorrichtung soll allgemein verschiedene Verkehrskanäle mit zugehörigen Vorlaufinformationsbits bezeichnen. Die BSC 16 ist mit der BTS 30 außerdem über eine Steuerkanalvorrichtung 32 verbunden, die wie ersichtlich den Informationsfluß über die Verkehrskanalvorrichtung 32 regulieren und das System allgemein steuern soll.
Allgemein bedeuten die (ersichtlich) nur in 1 vorhandenen gepunkteten Verbindungen, daß sie als Steuer-(Melde-)Kanalvorrichtungen vorgesehen sind, während durchgehende Verbindungen Verkehrskanalvorrichtungen bezeichnen und gestrichelte Verbindungen sowohl Steuer- als auch Verkehrskanalvorrichtungen unterstützen. Außerdem wird die Kanalvorrichtungspoolverwaltung 18 üblicherweise als Softwarefunktion in einer BSC ausgeführt, obwohl sie als funktionell getrennte Baugruppe in 1 gezeigt wird. Ebenso können sich die Kopplungselementtreiber auch innerhalb einer BSC, einer BTS oder einem Schalter befinden.
Wegen eines mit dem Fernmeldesystems 10 zusammengeschalteten Überlandleitungsteils wird die MSC 12 über einen zweiten Transcoder 34 (und über eine Übertragungsvorrichtung 36, die sowohl Verkehrskanal- als auch Steuerkanalinformationen unterstützen kann, und eine Verkehrskanalvorrichtung 38) mit einer Steuerung 40 für eine Nebenstellenanlage (Private Branch Exchange = PBX) verbunden. Die PBX-Steuerung 40 ist mit dem ersten Schalter 22 über eine Verkehrskanalvorrichtung 38 und mit einem dritten Transcoder 42 über die Übertragungsvorrichtung 36 verbunden. Der dritte Transcoder 42 ist außerdem mit dem zweiten Schalter 26 über eine weitere Verkehrskanalvorrichtung 44 verbunden. Das PBX 40 (das die Steuerung der PBX-Signalübertragung in einem lokalen Erdleitungssystem ausübt und daher eine Funktion, die der BSC 16 entspricht, ausführt) ist über eine Steuerkanalvorrichtung 46 auch mit der Schaltungspoolverwaltung 18 verbunden. Der dritte Transcoder 42 ist über die Verkehrskanalvorrichtung 44 und die Übertragungsvorrichtung 36 mit einem Echokompensator 48 verbunden, während ein PBX 50 mit der Verkehrskanalvorrichtung 44 und der Übertragungsvorrichtung 36 verbunden ist.
Es ist klar, daß der zweite Schalter 26, die BTS 30 und der dritte Transcoder 42 einerseits mit dem ersten Schalter 22, der BSC 16 und der PBX 40 andererseits über ein gemeinsames Zwischenglied, wie es etwa von einer dafür bestimmten E1 (oder einem ähnlichem) Verbindungsglied bereitgestellt wird, zusammengeschaltet werden können.
Für die Ausführung der vorliegende Erfindung, bei der ein Ruf wann immer es möglich ist lokal weitergeleitet wird, sind zwei unterschiedliche Betriebsphasen notwendig, nämlich:

(i) die Erkennung der Anrufe, die lokal weitergeleitet werden können, und
(ii) die Ausführung der lokalen Weiterleitung des Verkehrs.

Der Mechanismus, der verwendet wird, um zu erkennen, wann lokales Weiterleiten anzuwenden ist, gründet sich auf ein Verfahren, bei dem ein Transcoder ein Datenmuster (das eine eindeutige Ruferkennung enthält) normalerweise in jedes aufeinanderfolgende Wort eines ausgewählten doppelt-verschlüsselten Rahmens einbettet. Üblicherweise wird das Datenmuster in einem Aufwärtsverbindungsglied durch das Ändern von mindestens einem Bit in einigen Worten des ausgewählten Rahmens geändert, um (in der Zeit) das Datenmuster als ein eingebetteter Datenkanal mit niedriger Übertragungsrate zu wiederholen. Es ist daher üblich, daß die für die Änderung in dem Wort ausgewählten Bits von verhältnismäßig untergeordneter Wichtigkeit (Signifikanz) in Bezug auf die Rekonstruktion einer in dem Wort niedergelegten Information sind.
Wenn der Transcoder dasselbe Datenmuster, das er in der Aufwärtsverbindung einbettet, auch in einer Abwärtsverbindung empfängt (und somit die eindeutige Rufkennung), erkennt das System, daß lokales Weiterleiten möglich ist. Das Fernmeldesystem ist andererseits genügend intelligent, um einen bestimmten Transcoder einer BTS eines in Zellen unterteilten Fernmeldesystems in einer Aufwärtsverbindung mit einem anderen Transcoder, der mit einer PBX gekoppelt ist, die von einem von der BTS und der PBX gemeinsam genutzten Schalter angesteuert wird, in Beziehung zu setzen. In beiden Fällen kann der mit der BTS verbundene Schalter von dem Kopplungselementtreiber (in Reaktion auf die Schaltungspoolverwaltung) angewiesen werden, Anrufe lokal weiterzuleiten und dadurch zu vermeiden, Verkehrskanalinformationen zwischen im Prinzip dem zweiten Schalter 26 (oder dem dritten Transcoder 42) und dem ersten Schalter 22 (oder dem PBX 40) übermitteln zu müssen. Die Steuerinformation jedoch muß noch zwischen diesen ansonsten voneinander getrennten Schaltungen ausgetauscht werden, um den korrekten Betrieb des Systems aufrechtzuerhalten und um sicherzustellen, daß der Mechanismus des lokalen Weiterleitens bei Bedarf beendet werden kann. Speziell müssen die Signale für den Aufbau eines Anrufs, für die Beendigung und für unterstützende Aufgaben direkt (und klar) zwischen der MSC 12 und entweder dem stationären Netzwerk (d. h. der PBX 50) oder der BTS 30 weitergeleitet werden. Sobald eine Schlaufe für lokales Weiterleiten erkannt wurde, kann der Verkehr (d. h. Sprache oder Datenaustausch) direkt zwischen den Kanalkodierern innerhalb einer BTS (für mobil-nach-mobil-Anrufe) oder zwischen einer BTS und einem äußeren stationären Netzwerk weitergeleitet werden.
Wenn lokales Weiterleiten durch das selektive Schließen der ersten und zweiten Schalter (22 bzw. 26) aktiviert wurde, ist es klar, daß die Vorlaufinformation in einem lokal weitergeleiteten Verkehrskanal ausreicht, um dem System zu erlauben, einen Anruf lokal weiterzuleiten, und daher besteht keine Notwendigkeit für einen weiteren dafür vorgesehen Steuerkanal (auf lokaler Ebene).
2 zeigt als nächstes ein exemplarisches Format für ein eingebettetes Datenmuster, das als Kommunikationsprotokoll in dem Fernmeldesystem von 1 verwendet wird. Wenn wir beispielsweise annehmen, daß ein von einem Trancoder erzeugter Informationsrahmen einhundertsechzig Abtastwerte mit 8 Bit enthält, dann sollte das eingebettete Datemuster idealerweise nicht mehr als einhundertsechzig Bit (eher viel weniger) enthalten. Üblicherweise wird jedes dieser Bits im Datenmuster vorzugsweise sequentiell für entsprechende Bits von jedem 8-Bit-Abtastwert eines ausgewählten Rahmens ersetzt, um seinen Informationsgehalt zu ändern und den eingebetteten Datenkanal niedriger Übertragungsrate zu erzeugen. Das Datenmuster erhält die eindeutige Rufkennung 60, wobei die eindeutige Rufkennung üblicherweise einem Synchronisationsmuster 62, Sprachverchlüsselungsdatenbits 64 und Zustandsbits 66 der Signalverarbeitung folgt. Außerdem wird das Datenmuster Reservebits 68 enthalten, die der Transcoder, der die Informationsübertragung auslöst, als Adreßbereich verwenden kann, und Paritätsprüfbits 70, die zur Fehlererkennung und für Korrekturzwecke verwendet werden können.
Die Rufkennung 60 könnte aus der Verbindung einer MSC Nummer, einer BSS Nummer und einer Nummer einer Funkschnittstelle oder einer stationären Leitungsschaltungsnummer zusammengesetzt sein.
Die Sprachverschlüsselungsdatenbits 64 kennzeichnen einen Rahmentyp (wie etwa ein Rahmen mit einem GSM-Rahmenformat, einem erweiterten GSM-Rahmenformat oder einem Format mit halber oder ganzer Übertragungsrate), und sie können vier oder mehr Bits enthalten, um genügend Platz für die Festlegung der in Betracht kommenden Rahmenarten zu lassen. Die Zustandsbits 66 der Signalübertragung sind eine weitere Anzeige der Absichten des Transcoders, und sie können zur Kennung verwendet werden, da das Verschlüsselungsschema entweder doppelt verschlüsseltes PCM, mit 16 kBit/s sprachverschlüsselte Sprache oder im Begriff ist, zwischen diesen beiden Polen zu wechseln. Dafür würden 2 Bit mit entsprechend zugewiesenen Werten zwischen logisch 00 und logisch 11 genügen. In Bezug auf die vorgegebenen Datenmuster kann ein Verfahren wie etwa die HDLC-(Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungssteuerleitung)Rahmung verwendet werden, wenn ein größtmöglicher Schutz verlangt wird.
Unter besonderen Berücksichtigung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gründet sich das Verfahren zum Erkennen, wann ein lokales Weiterleitungsschema angewendet wird, auf das Senden des Datenmusters bandintern auf dem am wenigsten signifikanten Bit eines ausgewählten Rahmens der 64 kBit/s Sprachschaltungen, die zum MSC übermittelt werden. Das Bandinterne (eingebettete Datenkanal) wird nahezu ununterscheidbar von normalen Sprachanrufen sein, die anfänglich aktiv sind, jedoch gegenwärtig nicht lokal weitergeleitet werden. In den Fällen, bei denen ein Transcoder dann in dem Datenmuster die Rufkennung als dieselbe Rufkennung erkennt, die er ursprünglich verschlüsselt hat, wendet der Transcoder die vorgegebene Bitfolge auf eine ausgewählte Nummer (etwa vier) der signifikantesten Bit der 64 kBit/s Sprachschaltungen an, um anzuzeigen, daß das lokale Weiterleiten aktiv ist, und um innerhalb anderer zusammengeschalteter und zugehöriger Ausrüstungen im System den lokalen Weiterleitungsbetrieb aufzubauen.
3 zeigt ein an einigen Stellen detaillierteres Blockdiagramm des Fernmeldesystems nach 1, einschließlich einer Darstellung eines bevorzugten TRAU-Rahmen-Übertragungsprotokolls 80, das der Transcoder XCDR ausgibt. Wie man sieht, enthält der Transcoder einen Prozessor 82, der mit einem Speicher 84 gekoppelt ist, der die zum Datenmuster und der vorgegebenen Bitfolge 88 zugehörigen Informationen 86 enthält. Der Prozessor 82 verschlüsselt als Reaktion auf den Beginn des lokalen Weiterleitungsbetrieb seinen PCM-Ausgang mit der vorgegebenen Bitfolge. Der Prozessor 82 ist ebenfalls geschaltet, das Bergen aller empfangenen verschlüsselten Datenmuster abzustimmen. Der Transcoder XCDR fährt fort, die vorgegebene Bitfolge auf den vier MSB an die MSC zu übermitteln, worauf die MSC diese vorgegebene Bitfolge innerhalb des Fernmeldesystems weiterleitet. Somit sollte eine Schaltung im Transcoder, die aktiv bei einem lokal weitergeleiteten Anruf teilnimmt, fortfahren die vorgegebene Bitfolge zu empfangen, und wenn diese Schaltung die vorgegebene Bitfolge nicht mehr empfängt (weil der MSC die Rufweiterleitung geändert hat oder den Ruf beendet hat), wird der Transcoder die Zustandsänderung der Verbindungsschaltung erkennen und wird die BTS anweisen, zum normalen Weiterleiten des Anrufs zurückzukehren. Dieser Aufbau stellt daher sicher, daß das Fernmeldesystem zügig zum normalen Weiterleitungsbetrieb zurückschaltet, obwohl eine leichte Abstimmung der Taktzeiten für die Verarbeitung des Beendens der lokalen Weiterschaltung notwendig sein kann, um unnötige Verarbeitungsschritte während des Schlusses (clear down) eines Anrufs zu vermeiden.
Es ist klar und versteht sich, daß die TRAU-Rahmen verarbeitet werden müssen, weil die Rahmen für die Aufwärts-Verbindung und für die Abwärts-Verbindung nicht übereinstimmen und der Ablauf im Transcoder üblicherweise vom BTS-Kanalkodierungsverfahren gesteuert wird. Insbesondere wird die zusätzliche 3 kBit/s Information (oder Vorlauf-Information) verwendet, um sicherzustellen, daß die Übertragungen der Aufwärts-Verbindung angemessen strukturiert sind, um die korrekte Weiterleitung und Wiedererkennung zu garantieren. Außerdem berücksichtigt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Kanalkodierungsverfahrens, um die Flußsteuerfunktion auszuführen, die normalerweise von Transcodern der zellulären oder stationären Netzwerke behandelt wird, d. h. die Synchronisierung des Verfahrens, den TRAU-Rahmen zu erzeugen, wird normalerweise von dem Kanalkodierer gesteuert und im Transcoder ausgeführt. Der Kanalkodierer muß nun in der Lage sein, beide Funktionen auszuführen, und er ist dementsprechend angepaßt, und es ist klar, daß Transcoder innerhalb der zellulären und stationären Standortteile des Systems in einem gesteuerten Austausch sein müssen.
4 ist ein Flußdiagramm, das lokales Weiterleiten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Ablauf beginnt bei Block 100. Am Block 102 erhält ein Transcoder Informationen und bettet dann (bei 104) das Datenmuster in die zum Beispiel PCM-verschlüsselten Daten ein. Das Datenmuster kann in jeden Rahmen bei Verringerung der Signalgüte oder periodisch eingebettet werden, wenn eine Verzögerung beim Aufbau der lokalen Weiterleitung hingenommen werden kann. Der Transcoder entscheidet dann bei 106, ob die in das Datenmuster bei der Aufwärts-Verbindung eingebettete eindeutige Rufkennung in der Abwärts-Verbindung zurückgegeben wird. Wenn die eindeutige Rufkennung fehlt, dann muß die Nachrichtenübertragung normal weitergeleitet werden 108, und der Ablauf kehrt zu Block 102 zurück. Wenn dieselbe eindeutige Rufkennung vom Transcoder in der Abwärtsverbindung empfangen wird, wird das lokale Weiterleiten in 110 ausgeführt. Bei dieser Betriebsart liefert der Transcoder durch Einsetzen der vorgegebenen Bitfolge (Block 112) über eine Steuerkanalvorrichtung ein Steuersignal an die MSC. Wenn der Transcoder die BTS nicht von der Auflösung 114 der lokalen Weiterleitung benachrichtigt, dauert das lokale Weiterleiten 116 an, andernfalls endet das lokale Weiterleiten 118, und das System kehrt zu seinem normalen Betrieb in Block 100 zurück.
Es versteht sich, daß das Einbetten der Rufkennung komplementär zu dem in der oben erwähnten ebenfalls anhängigen UK Patentanmeldung mit dem Titel „Transcoder And Method For A Non-Tandem Coding Operation" vorgestellten Einbetten von Information ist, und daß Worte innerhalb eines ausgewählten Rahmens, die vorher nicht nötig waren für das Einbetten von Informationen, geändert werden könnten, um den eingebetteten Datenkanal zu erweitern, um eine Anzeige zu enthalten über sowohl Nicht-Tandem- als auch lokale Weiterleitungsmöglichkeiten. Als Alternative könnte ein anderes Bit in jedem Wort eines ausgewählten Rahmens verwendet werden.
Obwohl das in 1 gezeigte Fernmeldesystem 10 ein zelluläres Funkkommunikationsteil und ein zwischengeschaltetes Überlandleitungsteil umfaßt, ist klar, daß die vorliegende Erfindung auch innerhalb eines rein zellulären Systems ausgeführt werden kann, in dem es keine Zwischenverbindung mit einer PBX gibt. In diesem Fall werden die mobilen Einheiten 94 und 96, wie in 3 gezeigt, von einer einzigen BTS bedient.
Die vorliegende Erfindung bietet daher den Vorteil einer Technik für das lokale Weiterleiten eines Anrufs durch eine bedienende BTS, wobei die Technik leicht ausgeführt werden kann und keine großen Veränderungen der bestehenden Infrastruktur erfordert. Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung daher die Kapazität und die Leistungsfähigkeit des Systems insgesamt verbessert, indem vermieden wird, daß Verkehrskanalinformationen zu Schaltungen außerhalb eines Ortsgesprächs übermittelt werden, d. h. Verkehrskanalvorrichtungen von BTS zu BSC und von BSC zu MSC werden freigemacht für die Verwendung durch andere, nicht lokale Nachrichtenübertragungen.
Es versteht sich natürlich, daß die obige Beschreibung nur als Beispiel gegeben wurde und daß Veränderungen im Detail innerhalb des Rahmens dieser Erfindung gemacht werden können, zum Beispiel die Anwendung des allgemeinen Prinzips auf Datenkommunikation und insbesondere auf den Fall, daß die Übertragungsvorrichtungen zwischen den Transcodern (MSCs) sowohl von ausreichend hoher Qualität als auch ausreichend stabil sind. Es ist außerdem klar, daß, obwohl sich die ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform speziell auf das Ersetzen des am wenigsten signifikanten Bits (LSB) eines periodischen Rahmens bezieht, das Bit, das tatsächlich ersetzt wird, nur eine verhältnismäßig geringe Bedeutung bei der gesamten Rekonstruktion des Wortes haben muß, und daß daher andere Bits von niedriger Ordnung (insbesondere das nächst niedrigste Bit, das ebenfalls einigermaßen unbedeutend im Verhältnis zu einem Wort mit 8-Bit (256 Stufen) ist) ebenso verwendet werden kann, um die vorgegebene Datenfolge einzubetten. Unter diesen Umständen hängt die Bedeutung eines bestimmten Bits im Verhältnis zu einem bestimmten Wort nicht von der Länge und dem Aufbau des in Frage stehenden Wortes (dessen Länge und Aufbau von der bestimmten Anwendung bestimmt wird) ab, und daß es daher nur wichtig ist, ein Bit zu wählen, das von ausreichend geringer Bedeutung ist, damit die im ursprünglichen Wort niedergelegte Information nicht grob verfälscht wird. Außerdem versteht es sich, daß, obwohl die in 1 gezeigten Transcoder zwischen dem MSC und dem BSC (und natürlich üblicherweise in der Nähe der MSC in vielen Systemen) liegen, die vorliegende Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt ist und die Anordnung der Transcoder an anderen Orten, innerhalb der gezeigten Infrastruktur, speziell in einer Position zwischen BTS und BSC daher denkbar ist.

Claims

Verfahren zum Modifizieren der Weiterleitung eines Anrufs zwischen einer ersten und einer zweiten Telekommunikationseinheit eines Fernmeldesystem mit einem Transcoder, der so geschaltet ist, daß er über einen Schalter Informationen von der ersten Telekommunikationseinheit erhält, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: a) Erzeugen eines verschlüsselten Signals, indem der Transcoder veranlaßt wird, in die Information eine Rufkennung einzubetten, die anzeigt, wie der Anruf durch das Fernmeldesystem weitergeleitet wird, b) Übertragen des verschlüsselten Signals in das Fernmeldesystem, c) Empfangen eines Signals von dem Fernmeldesystem in dem Transcoder und Versuch, die Rufkennung im Signal zu erkennen, und d) Veranlassen, daß, falls die Rufkennung entdeckt wurde, der Anruf nur über den Schalter, bei dem gerade erkannt wurde, daß er sowohl der ersten als auch zweiten Telekommunikationseinheit dient, an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem den Schritt umfaßt: Ändern der Information des Rufs am Transcoder, damit eine vorgegebene Bitfolge enthalten ist, die anzeigt, daß der Anruf zwischen der ersten und zweiten Telekommunikationseinheit nur über den Schalter weitergeleitet wurde.
Verfahren nach Anspruch 2, das außerdem den Schritt umfaßt: Versuch, die vorgegebene Bitfolge am Transcoder zu entdecken, und Umkehren der Anruf-Weiterleitung durch das Fernmeldesystem, falls die vorgegebene Bitfolge nicht entdeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Anruf Verkehrskanalinformation und zugehörige Steuerkanalinformation umfaßt und bei dem nur die Verkehrskanalinformation über den Schalter direkt zu der zweiten Telekommunikationseinheit in Schritt d) weitergeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Übertragungsschritt in einem Pulscode-modulierten Format erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehende Ansprüche, bei dem die erste und zweite Telekommunikationseinheiten mobile Funk-Telekommunikationseinheiten sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste und zweite Telekommunikationseinheit eine mobile Funk-Telekommunikationseinheit und eine Teilnehmereinheit eines stationären Netzwerks sind.
Transcoder, der so geschaltet ist, daß er über einen Schalter Informationen von einer ersten Telekommunikationseinheit eines Fernmeldesystems empfängt, das dazu dient, einen Anruf zwischen der ersten Telekommunikationseinheit und einer zweiten Telekommunikationseinheit weiterzuleiten, wobei der Transcoder umfaßt: a) eine Vorrichtung zum Erzeugen eines verschlüsselten Signals, indem eine Rufkennung eingebettet wird, die kennzeichnet, wie der Anruf durch das Fernmeldesystem weitergeleitet wird, b) eine Vorrichtung zum Übertragen des verschlüsselten Signals in das Fernmeldesystem, c) eine Vorrichtung zum Empfangen eines Signals vom Fernmeldesystem und für den Versuch, die Rufkennung im Signal zu entdecken, und d) eine Vorrichtung, die auf das Entdecken der Rufkennung reagiert und dafür sorgt, daß der Anruf nur über den Schalter, bei dem gerade erkannt wurde, daß er sowohl der ersten als auch der zweiten Telekommunikationseinheit dient, an die zweite Telekommunikationseinheit weitergeleitet wird.
Transcoder nach Anspruch 8, der außerdem umfaßt: einen Speicher zum Abspeichern einer vorgegebenen Bitfolge und eine Vorrichtung zum Modifizieren der Steuerinformation des Anrufs, damit sie die vorgegebene Bitfolge enthält, die anzeigt, daß der Anruf nur über den Schalter von der ersten zur zweiten Telekommunikationseinheit weitergeleitet wurde.
Transcoder nach Anspruch 9, der außerdem umfaßt: eine Vorrichtung zum Entdecken der vorgegebenen Bitfolge im empfangenen Signal und eine Vorrichtung zum Umkehren der Weiterleitung des Anrufs durch das Fernmeldesystem, falls die vorgegebene Bitfolge nicht entdeckt wurde.
Transcoder nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem die Rufkennung aus einer Zusammenstellung einer MSC-Nummer, einer BSS-Nummer und einer Nummer einer Funk-Schnittstelle oder einer stationären Leitungsschaltungsnummer zusammengesetzt ist.