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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vermeidung einer
mehrfachen Codierung und Decodierung von Daten in Datenverbindungen, die
zellulare Netzwerke enthalten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf eine Ausweitung eines transcodierungsfreien Betriebs bzw. tandemfreien Betriebs
(„tandem
free operation")
auf Verbindungen, die nicht-herkömmliche
Telefonienetzwerke durchlaufen.
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In
herkömmlichen
PSTN-Netzwerken (öffentliches
Fernsprechnetzwerk, „Public
Switched Telephony Network")
wird die digitalisierte Sprache in einem Format dargestellt, das
64 kbps zur Übertragung
erfordert. In zellularen Netzwerken werden effiziente Sprachcodierverfahren
zur Komprimierung der digitalisierten Sprache vor Senden der Sprache über das
Funkzugangsnetzwerk verwendet. Eine Decodierung wird zum Gewinnen
eines Datenstroms verwendet, der dem ursprünglichen, digitalisierten Sprachfluss ähnelt, beispielsweise
vor einer Weiterübertragung
zum PSTN. Die in zellularen Netzwerken verwendeten Codierverfahren
komprimieren die Sprache zu einem Datenstrom, der in dem festen
Teil des zellularen Netzwerks unter Verwendung von weniger als 16
kbps übertragen
werden kann. In dem Funkzugangsnetzwerksteil des zellularen Netzwerks ist
auch eine Kanalcodierung erforderlich, und die codierte Sprache
wird auch in einem anderen Format, als in dem festen Teil des zellularen
Netzwerks dargestellt.
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Verwenden
sowohl der Rufer als auch der Gerufene Mobilstationen, dann wird
bei Fehlen jedweder Vorsichtsmaßnahmen
die Sprache zweimal codiert und decodiert, da sie zweimal über ein
Funkzugangsnetzwerk übertragen
werden muss. Diese doppelte Codierung kann die Sprachqualität beeinträchtigen.
Eine lediglich einmalige Codierung der Sprache ist möglich, wenn
die codierte Sprache über die
zellularen Netzwerke und möglicherweise
ein PSTN zwischen den zellularen Netzwerken übertragen wird. Diese Betriebsart
wird tandemfreier Betrieb (TFO, „tandem free operation") genannt.
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1 stellt
ein Beispiel des tandemfreien Betriebs in einem GSM- (globales Mobilkommunikationssystem, „Global
System for Mobile Communications")
-Netzwerk dar. Um der Klarheit willen ist in 1 eine Einwegverbindung
dargestellt. Üblicherweise
sind Verbindungen bidirektional, und dieselbe Funktionalität wird in
beiden Richtungen durchgeführt.
Die Mobilstation MS1 101 kommuniziert über ein Funkzugangsnetzwerk
mit einer Basisstation BS1 102. Die digitalisierte Sprache
wird in der Mobilstation unter Verwendung eines Codierers C wie
in 1 dargestellt codiert. Zwischen einer Mobilstation
und einer Basisstation wird die codierte Sprache in einem Format
dargestellt, das für
die Luftschnittstelle typisch ist. Von der Basisstation an wird
die codierte Sprache einer Transcodier- und Ratenanpassungseinheit
(TRAU, „transcoder
and rate adaptation unit") in
einem bestimmten, TRAU-Rahmen genannten Format zugeführt. In 1 überträgt die Basisstation BS1
die codierte Sprache zu TRAU1 103. Basisstationssteuereinrichtungen
sind nicht bei der Sprachcodierung beteiligt, und deshalb nicht
in 1 dargestellt.
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Die
Transcodier- und Ratenanpassungseinheit decodiert üblicherweise
die Sprache und sendet sie als ein Pulscodemodulations- (PCM) -Signal
weiter, das Daten mit der Rate von 64 kbps führt. Die Sprache wird zu einem
Mobildienstevermittlungszentrum (MSC, „Mobile Services Switching
Center") gesendet,
das sie entweder zu einem weiteren MSC oder dem öffentlichen Fernsprechnetzwerk
weiterleitet. Gemäß 1 decodiert
die TRAU1 die codierte Sprache (Decodierer D) und überträgt die decodierte Sprache
zum MSC1 104, und von dort wird die Sprache über das
PSTN 105 zu einem weiteren zellularen Netzwerk weitergeleitet.
Das MSC2 106 leitet die decodierte Sprache zu TRAU2 107 weiter,
in dem die Sprache codiert (Codierer C') und in TRAU-Rahmen eingefügt wird.
Die Basisstation BS2 108 wandelt die TRAU-Rahmen in ein
Funkzugangsnetzwerkformat um und überträgt die Daten über die
Luftschnittstelle zu der Mobilstation MS2 109. In dieser
Mobilstation wird die codierte Sprache decodiert (Decodierer D').
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Die
verschiedenen Pfeile 110, 111 und 112 in 1 sind
zur Darstellung des Datendarstellungsformats und des die Daten führenden
Signals verwendet. Gestrichelte Pfeile 110 beziehen sich
auf codierte Sprache und die Luftschnittstelle. Durchgezogene Pfeile 111 beziehen
sich auf TRAU-Rahmen, die entweder einen 8-kbps- oder einen 16-kbps-Übertragungskanal
erfordern, und dicke Pfeile 112 beziehen sich auf decodierte
Sprache, die einen 64-kbps-Übertragungskanal
und ein PCM-Signal erfordert.
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Weisen
sowohl Mobilstationen als auch TRAUs, die an einem Ruf beteiligt
sind, ein gemeinsames Codierer-Decodiererpaar
auf, dann ist eine lediglich einmalige Codierung der Sprache möglich. In der
in 1 dargestellten Situation wird bei tandemfreiem
Betrieb die Sprache in MS1 codiert und in MS2 decodiert. TRAU1 leitet
die TRAU-Rahmen als TFO-TRAU-Rahmen innerhalb der decodierten Sprache
(Pfeil 113 in 1) weiter. Die TRAUT führt auch eine
Decodierung durch, und die decodierte Sprache wird zu TRAU2 übertragen,
wird aber lediglich dann verwendet, wenn TRAU2 die TFO-TRAU-Rahmen nicht
aus den von ihr empfangenen Daten entnehmen kann. Nimmt die TRAU2
die TFO-TRAU-Rahmen zur Kenntnis, dann leitet sie die durch die TFO-TRAU-Rahmen
geführte,
decodierte Sprache zu BS2 in TRAU-Rahmen weiter.
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Ein
tandemfreier Betrieb erfordert daher eine besondere Funktionalität, d.h.
TFO-Fähigkeit,
von den TRRUs. In der Praxis bedeutet TFO-Fähigkeit die folgenden drei
Dinge. Erstens können
die TRAUs aushandeln, welcher Codierer verwendet wird. Zweitens
können
sie die TFO-TRAU-Rahmen zueinander als Teil des PCM-Signals übertragen,
und drittens können
sie die TFO-TRAU-Rahmen aus dem ankommenden PCM-Signal entnehmen.
Im GSM werden die TFO-TRAU-Rahmen über das
PCM geführt,
so dass das eine oder die zwei niederwertigsten Bits in jeder 8-Bit-langen
Sprachabtastung durch TFO-TRAU-Rahmeninformationen ersetzt wird
oder werden. Die TFO-TRAU-Rahmeninformationen werden daher in einem
8-kbps- oder 16-kbps-Unterstrom des
64-kbps-PCM-Stroms geführt.
Die Ziel-TRAU kann dann den Rest des PCM-Signals ignorieren und die
TFO-TRAU-Rahmen als TRAU-Rahmen zu der Zielmobilstation hin weiterleiten.
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Die
bei einem Ruf beteiligten Transcodier- und Ratenanpassungseinheiten
handeln den Sprachcodierer unter Verwendung einer TFO-Inbandsignalisierung
aus. Diese Signalisierung wird durch eine Modifizierung bestimmter
Bits der TRAU-Rahmenstruktur durchgeführt. Die in TRAU- Rahmen geführten Daten
und die TFO-TRAU-Rahmen sind im Wesentlichen dieselben, mit Ausnahme
der TFO-Signalisierungsbits. Zu Beginn eines Rufs können die
TRAU-Einheiten jeweils
den Codierer auswählen,
den sie verwenden, wenn aber beide TRAUs tandemfreien Betrieb unterstützen, dann
kann ein gemeinsamer Codierer ausgehandelt werden. Die decodierte
Sprache wird üblicherweise
auch in dem PCM-Signal übertragen, selbst
nachdem sie sich auf einen gemeinsamen Codierer geeinigt haben.
Dies liegt daran, dass beispielsweise nach einem Handover beide
an dem Ruf beteiligten TRAUs den tandemfreien Betrieb womöglich nicht
unterstützen
können.
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Nachstehend
wird der Ausdruck TFO-Rahmen zur Bezugnahme auf Rahmen verwendet,
die codierte Daten, Informationen bezüglich des Codierers und tandemfreie
Betriebsfähigkeit
einer Codier-Decodiereinheit führen.
Diese TFO-Rahmen werden zwischen den Codier-Decodiereinheiten von zellularen
Netzwerken ausgetauscht.
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Der
momentane tandemfreie Betrieb funktioniert zwischen zwei zellularen
Netzwerken, oder wenn die zellularen Netzwerke über ein PSTN verbunden sind.
In den vergangenen Jahren hat jedoch ein explosionsartiges Anwachsen
bei Echtzeitdatenanwendungen stattgefunden, die Paketnetzwerke wie
das Internet als Transportmedium verwenden. Diese Echtzeitanwendungen
können
Sprachrufe und Videorufe unterstützen.
Ein Verwenden des Internets oder anderer Paketnetzwerke als Übertragungsmedien
zwischen zellularen Netzwerken anstelle eines PSTN ist möglich. Besonders
bei den Netzwerken dritter Generation, die zumindest teilweise paketbasiert
sind, ist die Verwendung von Paketnetzwerken zwischen den zellularen
Netzwerken eine natürliche Wahl.
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Die
H.323-Spezifikation ist durch die internationale Telekommunikationsunion
(ITU) zum Zwecke einer Definition eines Standardrahmenwerks für Audio-,
Video- und Datenkommunikationen über
Netzwerke erstellt worden, die keine garantierte Dienstgüte (QoS, „quality
of service") bereitstellen.
Paketnetzwerke können
beispielsweise derartige Netzwerke sein. Das Ziel der H.323-Spezifikation ist
es, Multimediaprodukten und -anwendungen verschiedener Hersteller
ein Interoperieren zu ermöglichen.
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2 stellt
eine Situation dar, in der zwei GSM-Netzwerke mit einem IP-(Internet Protokoll)-Netzwerk
verbunden sind. Jedes der GSM-Netzwerke 201, 202 ist
mit dem IP-Netzwerk 203 mit einem Voice-over-IP- (VoIP)-Gateway verbunden.
Diese VoIP-Gateways 204, 205 sind mit den MSCs 104, 106 verbunden.
Sie empfangen von dem zellularen Netzwerk 64 kbps decodierte
Sprache als PCM-Signal
(Pfeile 112 in 2), und sie komprimieren diesen
Datenstrom. Der komprimierte Datenstrom wird dann über das
IP-Netzwerk zu einem anderen VoIP-Gateway (Pfeile 210 in 2) übermittelt. Üblicherweise
erfordert der komprimierte Datenstrom entweder 8 kbps oder 16 kbps
an Übertragungskapazität. Die H.323-Spezifikation definiert
beispielsweise bestimmte Codecs (Codierung/Decodierung), die für eine Komprimierung
von Daten in H.323-Netzwerken verwendet werden können. Ein Aufbau eigener Codierer
und Gateways ist ebenso möglich.
Der Ausdruck Gateway bezieht sich hier weder auf irgendeine spezifische
Paketnetzwerktechnologie, noch auf irgendwelche spezifischen Standards bei
Telefonie über
Paketnetzwerke. Er wird als ein allgemeiner Ausdruck für ein Netzwerkelement
verwendet, das ein zellulares Netzwerk und ein Paketnetzwerk verbindet
und Rufe und andere Verbindungen zu und von dem zellularen Netzwerk
weiterleitet.
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Hier
beziehen sich die Ausdrücke
Codieren und Decodieren auf Verfahren, die in zellularen Netzwerken
verwendet werden. Die Ausdrücke
Komprimieren und Entkomprimieren beziehen sich auf Verfahren, die
an dem Übergang
zu Paketnetzwerken verwendet werden.
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Das
Problem bei einer Verwendung einer Komprimierung in Gateways, wenn
Rufe zwischen zellularen Netzwerken übertragen werden, besteht dahingehend,
dass die Sprache (oder andere Daten) schlimmstenfalls dreimal codiert
und decodiert werden. Zuerst in dem zellularen Herkunftsnetzwerk, dann
bei einer Übertragung
zwischen den zellularen Netzwerken und schließlich in dem zellularen Zielnetzwerk.
Dies kann die Sprachqualität
drastisch verringern.
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Ein
weiteres Problem besteht dahingehend, dass selbst in einem Fall,
in dem beide an einem Ruf beteiligte Codier-Decodiereinheiten TFO-fähig sind, eine
Nicht-Anwendbarkeit dieses Merkmals möglich ist. Dies liegt daran,
dass die TFO-Rahmen, die Informationen bezüglich der Datencodierer und
TFO-Fähigkeiten
der Codier-Decodiereinheiten
führen
und die möglicherweise
in dem PCM-Signal enthalten sind, bei der Komprimierung und Entkomprimierung in
den Gateways nicht notwendigerweise unverändert bleiben. Insbesondere
die TFO-Signalisierung, die in bestimmten Bits des TFO-Rahmens geführt wird,
ist gegenüber
Veränderungen
aufgrund einer Komprimierung empfindlich.
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Es
ist eine Ausweitung des tandemfreien Betriebs auf eine Situation
möglich,
in der ein Ruf über ein
Paketnetzwerk beispielsweise durch Weiterleiten der TFO-Rahmen über das
Paketnetzwerk übertragen
wird. Prinzipiell stellt dieses Weiterleiten sicher, dass alle erforderlichen
Informationen, beispielsweise codierte Daten, Angabe des Codierverfahrens
und der tandemfreien Betriebsfähigkeit, über das
Paketnetzwerk übertragen
werden. Auf der anderen Seite des Netzwerks können die TFO-Rahmen weiter
weitergeleitet werden, oder die codierten Daten können decodiert
und weiter übertragen
werden. Gateways, die TFO-Rahmen (oder anderweitige den Rahmen entsprechende
Weiterleitungsinformationen) zwischen einem Paketnetzwerk und einem
anderen Netzwerk weiterleiten können,
werden hier tandemfrei betriebsfähige
Gateways genannt.
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Es
gibt Probleme bei einer Ausweitung eines tandemfreien Betriebs durch
direktes Weiterleiten der TFO-Rahmen oder einer anderweitigen Übertragung der
in den Rahmen geführten
Informationen. Der zweite Gateway an dem anderen Übergang
des Paketnetzwerks kann beispielsweise mit einem PSTN oder einem
zellularen Netzwerk verbunden sein, das keinen tandemfreien Betrieb
unterstützt.
Der zweite Gateway sollte in diesem Fall die durch ihn empfangenen,
codierten Daten in den TFO-Rahmen decodieren, ein passender Decodierer
wird aber in dem Gateway nicht notwendigerweise unterstützt.
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Selbst
in einem Fall, in dem ein Paketnetzwerk zwei TFO-fähige
Codier-Decodiereinheiten verbindet, funktioniert ein Weiterleiten
der TFO-Rahmen womöglich
nicht. Zu Beginn eines Rufs wählt
jedes aus einer Codier-Decodiereinheit
und einer Mobilstation bestehendes Paar den Codierer unabhängig vom
jeweils anderen Partner aus. Der momentane tandemfreie Betrieb unterstützt keine
Option, dass eine Codiereinheit TFO-Rahmen empfängt, wobei Daten mit einem
Codierer codiert werden, und sie beispielsweise vor Weitersenden
von TRAU-Rahmen die codierten Daten decodiert und sie unter Verwendung
eines unterschiedlichen Codierers wiedercodiert. Deshalb muss der
Downlink-Gateway den codierten Datenstrom decodieren, wenn die TFO-Rahmen über das
Paketnetzwerk weitergeleitet werden und die in den zellularen Netzwerken
verwendeten Codierer verschieden sind. Wieder wird ein passender
Decodierer in dem Gateway nicht notwendigerweise unterstützt.
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In
diesen beiden Fälle
sollte der Uplink-Gateway den gesamten Datenstrom komprimieren,
der beispielsweise durch das PCM-Signal geführt wird. Der Downlink-Gateway
könnte
dann den durch ihn empfangenen Datenstrom entkomprimieren und die entkomprimierten
Daten weiter übertragen.
Es ist wie vorstehend beschrieben aber nicht ratsam, diese Komprimierung/Entkomprimierung
durchzuführen, wenn
die TFO-Rahmen über
das Paketnetzwerk weitergeleitet werden können.
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Die
Veröffentlichung
WO99/31911 des Stands der Technik offenbart ein System, das eine Schalteinrichtung
zur Abschaltung einer Audiodatencodierung/-decodierung in einem
zellularen Netzwerk umfasst, wenn ein über ein nicht-zellulares Netzwerk
erreichbarer, zweiter Endpunkt GSM-codier-/decodierfähig ist.
Eine Weiterleitung codierter Audiodaten von einer Mobilstation ohne
Anwendung einer Audiocodierung/-decodierung ist möglich, und die
Schalteinrichtung ist zur Bestimmung eingerichtet, ob der zweite
Endpunkt des Rufs die codierten Daten auf der Grundlage von H.243-Steuersignalen versteht,
oder nicht.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist das Präsentieren
einer Lösung
für eine Übertragung
mit tandemfreiem Betrieb nicht lediglich dann, wenn die Endpunkte
eines Rufs ein gemeinsames Codier-/Decodierschema aufweisen, sondern
auch dann, wenn irgendeine Funktionseinheit auf der anderen Seite
eines Paketnetzwerks zu einer Decodierung der codierten Daten in
tandemfreie Betriebsrahmen fähig ist.
Die Aufgabe besteht insbesondere in einer Ausweitung des tandemfreien
Betriebs über
ein Paketnetzwerk durch Übertragung
von Daten unter Verwendung von codierte Daten aufweisenden Rahmen so
oft wie möglich.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Austauschen von Informationen
bezüglich
Decodierern und tandemfreien Betriebsfähigkeiten über das Paketnetzwerk erreicht,
die auf jeder Seite des Paketnetzwerks unterstützt werden.
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
ist ein Verfahren zum Übertragen
von auf tandemfreien Betrieb bezogenen Informationen, wobei
- – ein
zellulares Netzwerk, das eine tandemfrei betriebsfähige Codier-/Decodiereinrichtung
umfasst, mit einem Paketnetzwerk verbunden wird,
- – eine
Entität,
die ein zweites Netzwerk oder ein Endgerät darstellen kann, mit dem
Paketnetzwerk verbunden wird, und
- – Daten über das
Paketnetzwerk zwischen der Codier-/Decodiereinrichtung auf einer ersten
Seite des Paketnetzwerks und der Entität auf einer zweiten Seite des
Paketnetzwerks übertragen werden,
und es ist dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über die
Decodierfähigkeiten
und die tandemfreien Betriebsfähigkeiten
auf der ersten Seite des Paketnetzwerks über das Paketnetzwerk zu der
zweiten Seite des Paketnetzwerks übertragen werden, um auf der
zweiten Seite des Paketnetzwerks ein Übertragen von Datenrahmen zu
dem Paketnetzwerk zu ermöglichen,
wenn derartige Datenrahmen entweder von der Entität empfangen
werden oder zumindest unter Verwendung aus von der Entität empfangenen Informationen
erzeugbar sind, wobei die Datenrahmen codierte Daten und auf den
tandemfreien Betrieb bezogene Signalisierungsinformationen tragen,
und die Codierung der codierten Daten in den Datenrahmen den Decodierfähigkeiten
auf der ersten Seite entspricht.
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Eine
Decodierinformations-Austauschanordnung gemäß der Erfindung ist eine Decodierinformationsaustauschanordnung
zum Informationsaustausch über
ein Paketnetzwerk, das
- – eine Einrichtung zur Erstellung
von Tandemfreibetriebsinformationen bezüglich der tandemfreien Betriebsfähigkeit
auf ihrer Seite des Paketnetzwerks, und
- – eine
Einrichtung zur Übermittlung
von Datenstrukturen über
das Paketnetzwerk umfasst, und sie ist dadurch gekennzeichnet, dass
sie
- – eine
Einrichtung zur Erstellung von Decodierinformationen bezüglich Decodiereinrichtungen
auf ihrer Seite des Paketnetzwerks,
- – eine
Einrichtung zur Erstellung einer Datenstruktur, die die Tandemfreibetriebsinformationen und
zumindest einen gewissen Teil der Decodierinformationen umfasst,
und
- – eine
Einrichtung zum Empfang von Informationen bezüglich einer tandemfreien Betriebsfähigkeit
und von Decodierinformationen auf einer anderen Seite des Netzwerks,
um eine Übertragung von
Datenrahmen zu dem Paketnetzwerk zu ermöglichen, wenn derartige Datenrahmen
entweder von ihrer Seite des Paketnetzwerks empfangen werden oder
zumindest unter Verwendung aus von ihrer Seite des Paketnetzwerks
empfangenen Informationen erzeugbar sind, wobei die Datenrahmen
codierte Daten und auf den tandemfreien Betrieb bezogene Signalisierungsinformationen
tragen, und die Codierung der codierten Daten in den Datenrahmen
den Decodierfähigkeiten
auf der anderen Seite entspricht, umfasst.
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Ein
Gateway gemäß der Erfindung
ist ein Gateway zur Verbindung eines ersten Netzwerks mit einer
bestimmten Seite eines zweiten Netzwerks, wobei das zweite Netzwerk
ein Paketnetzwerk ist, und der Gateway umfasst
- – eine Einrichtung
zur Erstellung von Tandemfreibetriebsinformationen bezüglich der
tandemfreien Betriebsfähigkeit
auf der Seite des zweiten Netzwerks, und
- – eine
Einrichtung zur Übermittlung
von Datenstrukturen über
das zweite Netzwerk, und er ist dadurch gekennzeichnet, dass er
eine
Einrichtung zur Erstellung von Decodierinformationen bezüglich Decodiereinrichtungen
auf der Seite des zweiten Netzwerks,
eine Einrichtung zur Erstellung
einer Datenstruktur, die die Tandemfreibetriebsinformationen und zumindest
einen gewissen Teil der Decodierinformationen umfasst, und
eine
Einrichtung zum Empfang von Informationen bezüglich tandemfreier Betriebsfähigkeiten
und der Decodierfähigkeiten
auf einer anderen Seite des zweiten Netzwerks, um eine Übertragung
von Datenrahmen zu dem Paketnetzwerk zu ermöglichen, wenn derartige Datenrahmen
entweder von ihrer Seite des Paketnetzwerks empfangen werden oder
zumindest unter Verwendung aus von ihrer Seite des Paketnetzwerks
empfangenen Informationen erzeugbar sind, wobei die Datenrahmen
codierte Daten und auf den tandemfreien Betrieb bezogene Signalisierungsinformationen
tragen, und die Codierung der codierten Daten in den Datenrahmen
den Decodierfähigkeiten
auf der anderen Seite entspricht, umfasst.
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Eine
Decodierinformationsübertragungsanordnung
ist dadurch gekennzeichnet, dass
- – sie eine
Einrichtung zur Erstellung von Decodierinformationen bezüglich Decodiereinrichtungen in
einem zellularen Netzwerk umfasst, und
- – die
Einrichtung zur Erstellung von Decodierinformationen eine Einrichtung
zur Übertragung
zumindest eines gewissen Teils der Decodierinformationen zu einem
das zellulare Netzwerk mit einem Paketnetzwerk verbindenden Gateway,
zur Übertragung
zumindest des gewissen Teils der Decodierinformationen von dem Gateway
weiter über
das Paketnetzwerk zu einer anderen Seite des Paketnetzwerks umfasst,
um eine Übertragung
von Datenrahmen zu dem Paketnetzwerk zu ermöglichen, wenn derartige Datenrahmen
entweder von ihrer Seite des Paketnetzwerks empfangen werden oder
zumindest unter Verwendung aus von ihrer Seite des Paketnetzwerks
empfangenen Informationen erzeugbar sind, wobei die Datenrahmen
codierte Daten und auf den tandemfreien Betrieb bezogene Signalisierungsinformationen
tragen, und die Codierung der codierten Daten in den Datenrahmen
den Decodierfähigkeiten
auf der anderen Seite entspricht.
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Ein
zellulares Netzwerkelement gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung zur Erstellung
von Decodierinformationen bezüglich
Decodiereinrichtungen in einem zellularen Netzwerk umfasst, und
- – die
Einrichtung zur Erstellung von Decodierinformationen eine Einrichtung
zur Übertragung
zumindest eines gewissen Teils der Decodierinformationen zu einem
das zellulare Netzwerk mit einem Paketnetzwerk verbindenden Gateway,
zur Übertragung
zumindest des gewissen Teils der Decodierinformationen von dem Gateway
weiter über
das Paketnetzwerk zu einer anderen Seite des Paketnetzwerks umfasst,
um eine Übertragung
von Datenrahmen zu dem Paketnetzwerk zu ermöglichen, wenn derartige Datenrahmen
entweder von ihrer Seite des Paketnetzwerks empfangen werden oder
zumindest unter Verwendung aus von ihrer Seite des Paketnetzwerks
empfangenen Informationen erzeugbar sind, wobei die Datenrahmen
codierte Daten und auf den tandemfreien Betrieb bezogene Signalisierungsinformationen
tragen, und die Codierung der codierten Daten in den Datenrahmen
den Decodierfähigkeiten
auf der anderen Seite entspricht.
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In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
ist angenommen, dass zumindest eine tandemfreifähige Codier-Decodiereinheit
eines zellularen Netzwerks an der Verbindung beteiligt ist. Die
aus diesem zellularen Netzwerk ankommenden Uplink-Daten umfassen
decodierte Daten und TFO-Rahmen, die codierte Daten, Details bezüglich des
verwendeten Codierers und eine auf den tandemfreien Betrieb bezogene
Signalisierung führen.
Im GSM-Netzwerk sind diese Rahmen beispielsweise die TFO-TRAU-Rahmen. Beinhaltet
eine Verbindung keine TFO-fähige
Codier-Decodiereinheit, dann besteht kein Bedarf herauszufinden,
ob TFO-Rahmen über
ein Paketnetzwerk zu übertragen
sind.
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In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
werden Daten zwischen der TFO-Codier-Decodiereinheit eines ersten
zellularen Netzwerks und einem weiteren Netzwerk über ein
Paketnetzwerk übertragen.
Die Netzwerke können
miteinander beispielsweise durch Gateways verbunden sein.
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Die
Gateways können
zu einer Weiterleitung der TFO-Rahmen in der Lage sein, und einige
Codierer und Decodierer können
in den Gateways implementiert sein. Die TFO-Rahmenweiterleitung und Codier- und
Decodierfunktionalität
können
an den Übergängen des
Paketnetzwerks auch auf andere Weisen als in Gateways bereitgestellt
sein. In dem Verfahren gemäß der Erfindung
werden Informationen bezüglich
der Decodierfunktionalität,
die auf einer ersten Seite des Paketnetzwerks unterstützt wird, zu
der anderen Seite des Netzwerks übertragen.
Die Decodierfunktionalität
kann entweder in einem zellularen Netzwerk (oder einem weiteren
Netzwerk, das mit dem Paketnetzwerk verbunden ist) oder beispielsweise
in dem Gateway implementiert sein, der das zellulare Netzwerk mit
dem Paketnetzwerk verbindet. Informationen bezüglich der TFO-Rahmenweiterleitungsfähigkeit
auf der ersten Seite des Paketnetzwerks werden ebenso übertragen.
Auf der Grundlage dieser Informationen kann eine Funktionseinheit,
beispielsweise ein Gateway, auf der anderen Seite des Paketnetzwerks
entscheiden, wie Daten über
das Paketnetzwerk zu übertragen
sind.
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Der
grundlegende Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht dahingehend,
dass der Austausch von TFO-Fähigkeiten
und Decodiermerkmalen ein Auswählen
des Übertragungsverfahrens ermöglicht,
so dass es die Anzahl an bei einer Verbindung verwendeten Codier-Decodierpaaren
minimiert. Dies beugt einer unnötigen
Verschlechterung der Qualität
der übertragenen
Daten vor. Es kann ebenso einen Teil der Verarbeitungsleistung in
den Netzwerkelementen eingespart werden, beispielsweise in den Codier-Decodiereinheiten
und in den Gateways. Diese Elemente können dann womöglich codierte
Daten lediglich weiterleiten, statt die Daten zu decodieren. Der
Austausch von TFO-Fähigkeiten und
Decodiermerkmalen ermöglicht
auch ein Laden erforderlicher Codierer oder Decodierer in ein Gateway,
bevor dieser aus dem Paketnetzwerk Daten empfängt, die unter Verwendung des
Codierers oder Decodierers verarbeitet werden müssen.
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Die übertragenen
Fähigkeitsinformationen
in dem Verfahren gemäß der Erfindung
ermöglichen den
Gateways beispielsweise eine Auswahl, wie diese Daten über das
Paketnetzwerk übertragen.
Der Gateway, der ein zellulares Netzwerk mit dem Paketnetzwerk verbindet,
kann womöglich
beispielsweise die TFO-Rahmen als solche weiterleiten. Eine andere
Option besteht dahingehend, dass er die durch ihn empfangenen Daten
decodiert, sie unter Verwendung eines anderen Codierers wiedercodiert
und die wiedercodierten Daten in TFO-Rahmen überträgt. Er kann ebenso womöglich den
gesamten, durch ihn empfangenen Datenstrom komprimieren und die komprimierten
Daten übertragen.
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Ähnlich weist
auch der das andere Netzwerk mit dem Paketnetzwerk verbindende Gateway
viele Optionen auf. Empfängt
der Gateway beispielsweise uncodierte Daten, dann kann er die Daten
unter Verwendung eines Codierers codieren, der dem Decodierer entspricht,
der beispielsweise in dem Endpunkt einer Verbindung verwendet wird.
Auf diese Weise werden die Daten lediglich einmal codiert, die über das
Paketnetzwerk und das zellulare Netzwerk übertragen werden.
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Ein
Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht dahingehend, dass es ohne eine Modifizierung momentaner
zellularer Netzwerke funktioniert. Die Gateways am Übergang
des Paketnetzwerks können
beispielsweise die erforderlichen Informationen bezüglich Decodiermerkmalen
durch Überwachung
der TFO-Rahmen einrichten. Diese Überwachung stellt Informationen
bezüglich
des Decodierverfahrens bereit, das in der momentanen Verbindung
in dem zellularen Netzwerk verwendet wird.
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Weitere
Vorteile können
erreicht werden, wenn ein zellulares Netzwerk Informationen bezüglich der
Codier- und Decodierverfahren übertragen kann,
die es unterstützt.
Eine Codier-Decodiereinheit kann beispielsweise TFO-Rahmen akzeptieren,
bei denen ein Codierer angewendet worden ist, die empfangenen, codierten
Daten decodieren und dann die Daten unter Verwendung eines anderen
Codierers codieren. In diesem Fall kann ein Weiterleiten über das
Paketnetzwerk und weiter zu dem zellularen Netzwerk derjenigen TFO-Rahmen
entschieden werden, bei denen ein Codierer angewendet worden ist. Dort
modifiziert die Codier-Decodiereinheit die Daten, bevor sie sie
zu dem Endpunkt der Verbindung sendet.
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Übertragen
die zellularen Netzwerke und Gateways ferner Informationen bezüglich der
Codier- und Decodiermerkmale und der TFO-Fähigkeit der Gateways, dann
kann der Codierer oder können
die Codierer (falls verschiedene Codierer beispielsweise in den
entgegengesetzten Richtungen verwendet werden) bereits dann ausgehandelt
werden, wenn ein Ruf aufgebaut wird. Auf diese Weise kann der tandemfreie
Betrieb von Beginn eines Rufs an aktiviert sein. Momentan wird der
tandemfreie Betrieb zwischen den Codier-Decodiereinheiten lediglich ausgehandelt,
nachdem ein bestimmter Codierer bereits separat durch jede Codier-Decodiereinheit
und die Mobilstation, die mit dieser kommuniziert, ausgewählt worden
ist.
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen der
Erfindung beschrieben.
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Die
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beispielhaft
und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Zeichnung eines Rufs zwischen zwei Mobilstationen,
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2 eine
schematische Zeichnung eines Rufs zwischen zwei Mobilstationen,
der ein Paketnetzwerk durchläuft,
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3 eine
schematische Zeichnung eines Verfahrens gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem Informationen bezüglich einer Decodierung aus
TFO-Rahmen hergeleitet werden,
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4 eine
schematische Zeichnung eines Verfahrens gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem Informationen bezüglich einer Decodierung von
einem zellularen Netzwerk zu einem Gateway übertragen werden,
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5 eine
schematische Zeichnung eines Verfahrens gemäß einem dritten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem eine Codierung und eine Decodierung ausgehandelt
werden, wenn ein Ruf aufgebaut wird, und
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6 eine
Anordnung und Netzwerkelemente zur Übertragung von TFO-Informationen
gemäß einem
fünften
bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Vorstehend
wurde in Verbindung mit der Beschreibung des Stands der Technik
auf die 1 und 2 Bezug
genommen. Die gleichen Bezugszeichen werden für entsprechende Teile in den
Figuren verwendet.
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3 stellt
ein Verfahren 300 gemäß einem ersten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, in dem Informationen bezüglich der Decodierfähigkeiten
und TFO-Fähigkeiten
auf einer ersten Seite des Paketnetzwerks zu der anderen Seite des Paketnetzwerks übertragen
werden. Eines der mit dem Paketnetzwerk verbundenen Netzwerke ist
ein zellulares Netzwerk. Daten bezüglich Decodierfähigkeiten
des zellularen Netzwerks werden durch eine Überwachung der TFO-Rahmen aufgebaut.
Dieses Verfahren ist beispielsweise bei dem GSM-Netzwerk und TFO-TRAU-Rahmen anwendbar.
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Das
zellulare Netzwerk 301, in dem eine tandemfrei betriebsfähige Codier-Decodiereinheit 302 an
der Verbindung beteiligt ist, ist mit dem Paketnetzwerk 303 verbunden.
Ein Gateway GW1 304 kann zur Verbindung des zellularen
Netzwerks 301 mit dem Paketnetzwerk 303 verwendet
werden. Auf der anderen Seite des Paketnetzwerks existiert ein weiteres
Netzwerk 305, das mit dem Paketnetzwerk beispielsweise
mit dem Gateway GW2 306 verbunden ist.
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An
den Übergängen des
Paketnetzwerks, beispielsweise in den Gateways, können bestimmte Codierer
und Decodierer implementiert werden. Der Satz an in dem ersten Gateway 304 implementierten Codierer
ist durch C(GW1), und der Satz an Decodierern durch D(GW2) markiert. Ähnlich beziehen
sich C(GW2) und D(GW2) auf die in dem zweiten Gateway 306 implementierten
Codierer und Decodierer.
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Wurde
eine Verbindung beispielsweise zwischen einem Mobilendgerät in dem
zellularen Netzwerk 301 und einem weiteren Endpunkt in
dem zweiten Netzwerk 305 eingerichtet, dann beginnen Daten in
beiden Richtungen der Verbindungen zu strömen (unter der Annahme, dass
die Verbindung bidirektional ist).
-
Es
sei zuerst die Richtung von dem zellularen Netzwerk 301 zu
dem zweiten Netzwerk 305 betrachtet. Der Uplink-Datenstrom von dem
zellularen Netzwerk umfasst TFO-Rahmen,
in denen mit dem Codierer C1 codierte Daten
geführt
werden. Der Codierer ist in den TFO-Rahmen genauso wie der Decodierer
D2 angegeben, der zur Decodierung der Downlink-Daten
verwendet wird. Der Decodierer D2 kann dem
Codierer C1 entsprechen, er muss es aber nicht
tun. Die Codier-Decodiereinheit 302 und eine Mobilstation
können
ein anderes Codier-Decodierpaar C1–D1 zur Modifikation der Uplink-Daten als dasjenige
von C2–D2 verwenden, das zur Modifikation der Downlink-Daten
verwendet wird. Ist der dem Codierer C1 entsprechende
Decodierer mit C1 –1 bezeichnet,
dann kann der C1 entsprechende D2 auf folgende Weise markiert sein: C1 –1 = D2.
-
Der
Gateway 303 kann daher aus den TFO-Rahmen Informationen
bezüglich
des Codierers C1 und Decodierers D2 herleiten. Dies ist in 3 mit Pfeil 310 dargestellt.
Er überträgt (Pfeil 320) über das Paketnetzwerk
Informationen bezüglich
des Decodierers D2, des Decodierers D(GW1),
den er unterstützt,
und Informationen, dass er TFO-fähig
ist. Die TFO-Fähigkeit
kann implizit durch eine Übertragung der
Fähigkeitsinformationen
angegeben werden. Sie kann beispielsweise auch mit einem bestimmten TFO-Anzeiger in einer
Signalisierungsnachricht angegeben werden.
-
Der
zweite Gateway 306 kann auf ähnliche Weise Informationen
bezüglich
des Codierers C3 und Decodierers D4 herleiten, die möglicherweise in dem zweiten
Netzwerk 305 (Pfeil 311) verwendet werden. Das
zweite Netzwerk ist in keiner Weise eingeschränkt, deshalb kann es beispielsweise
ein PSTN sein. Ist es ein PSTN, dann werden dort keine Codierer
oder Decodierer verwendet.
-
Der
zweite Gateway empfängt
die Informationen bezüglich
der Fähigkeiten
auf der anderen Seite des Paketnetzwerks. Danach kann er entscheiden, wie
die Daten über
das Paketnetzwerk zu übertragen sind,
die er von dem zweiten Netzwerk 305 empfängt. Ist
beispielsweise der erste Gateway nicht TFO-fähig, dann muss der zweite Gateway
womöglich
den gesamten empfangenen Datenstrom komprimieren und danach die
komprimierten Daten übertragen.
Es ist hier ein gemeinsames Komprimier-Entkomprimier-Verfahrenspaar
für alle
Gateways angenommen.
-
Ist
der erste Gateway TFO-fähig,
dann weist der zweite TFO-Gateway bessere Optionen auf. Es sei zuerst
eine Situation betrachtet, in der der Datenstrom, den der TFO-fähige zweite Gateway 306 aus dem
zweiten Netzwerk 305 empfängt, TFO-Rahmen umfasst. In
diesem Fall kann der zweite Gateway die TFO-Rahmen beispielsweise
dann weiterleiten, wenn der Endpunkt der Verbindung die Daten in
den Rahmen decodieren kann, d.h. C3 –1 =
D2. Erfordert das zellulare Netzwerk 301,
dass der bei ihm ankommende Datenstrom die decodierten Daten zusätzlich zu
den TFO-Rahmen umfasst,
dann gibt es zwei Optionen. Entweder decodiert der erste Gateway 303 die
Daten, d.h. C3 –1 ∊ D(GW1),
oder der zweite Gateway 306 decodiert die codierten Daten,
die die TFO-Rahmen tragen und wiedercodiert sie mit einem Codierer
C5, dessen Decodierer C5 –1 der
erste Gateway unterstützt.
Im Hinblick auf eine Vermeidung einer zusätzlichen Codierung ist diese
Codierung und Decodierung in dem zweiten Gateway lediglich dann vorteilhaft,
wenn C5 –1 =
D2 und D2 ∊ D
(GW1). In diesem Fall können
die TFO-Rahmen, die der zweite Gateway 306 zu dem zellularen
Netzwerk 301 hin überträgt, über die
Luftschnittstelle zu der Mobilstation weitergeleitet werden. Ist
aber die Bewahrung von TFO-Signalisierungsbits
die Hauptaufgabe, dann kann eine Durchführung des Codierens und Decodierens
in dem zweiten Gateway auch dann ratsam sein, wenn C5 –1 ≠ D2 und C5 –1 ∊ D(GW1).
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In
einer Situation, in der der zweite Gateway 306 keine TFO-Rahmen
von dem zweiten Netzwerk 305 empfängt, kann er die empfangenen
Daten mit D2 –1 decodieren,
falls D2 –1 ∊ C(GW2).
Muss der erste Gateway die codierten Daten in TFO-Rahmen decodieren,
dann muss auch die Bedingung D2 ∊ D(GW1) wahr
sein. Ansonsten kann eine Komprimierung der Daten die einzige Option
sein.
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Der
zweite Gateway kann das Übertragungsverfahren
auf der Grundlage der Informationen auswählen, die er aus den TFO-Rahmen
und aus Informationen herleitet, die er von dem ersten Gateway empfängt. Es
besteht nicht notwendigerweise ein Bedarf an einer Aushandlung des Übertragungsverfahrens
mit dem ersten Gateway, wenn beispielsweise vorbestimmt ist, dass
von dem Paketnetzwerk kommende TFO-Rahmen immer innerhalb eines
decodierten Datenstroms weiter weitergeleitet werden.
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Es
sei als Nächstes
die Richtung von dem zweiten Netzwerk 305 zu dem zellularen
Netzwerk 301 betrachtet. Der zweite Gateway überträgt Informationen
bezüglich
seiner TFO-Fähigkeiten,
seines Decodierers D(GW2) und bezüglich des möglichen Decodierers D4 (Pfeil 321). Auf der Grundlage dieser Informationen
kann der erste Gateway 303 entscheiden, ob die TFO-Rahmen
zu übertragen
sind. Spezifiziert beispielsweise der zweite Gateway keinen Decodierer
D4, dann kann der erste Gateway herleiten, dass
die hinreichende Bedingung zur Übertragung von
TFO-Rahmen C1 –1 ∊ D(GW2)
lautet. Dies garantiert, dass der zweite Gateway die codierten Daten
in den TFO-Rahmen decodieren und sie danach weiter übertragen
kann. Die Daten werden dadurch beispielsweise in einer Mobilstation
mit Codierer C1 codiert und auf der anderen
Seite des Paketnetzwerks lediglich decodiert. Ansonsten müssen die
Daten womöglich
an den Übergängen des
Netzwerks komprimiert und entkomprimiert werden. Dies verringert
die Qualität
der übertragenen
Daten.
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Spezifiziert
der zweite Gateway einen Decodierer D4,
dann können ähnliche,
wie für
den ersten Gateway dargestellte Bedingungen und der Decodierer D2 bei einer Auswahl des Übertragungsverfahrens verwendet
werden.
-
Kann
die TFO-Signalisierung zwischen den Codier-Decodiereinheiten ausgeführt werden
und sind die TFO-Aushandlungen
erfolgreich, dann sollten danach die verwendeten Codierer und Decodierer
die folgenden Bedingungen erfüllen:
C1 –1 = D4 und C3 –1 = D2.
Fordert wie vorstehend beschrieben keines der zellularen Netzwerke
von dem ankommenden Signal ein Umfassen decodierter Daten, dann
können die
TFO-Rahmen an diesem Punkt einfach zwischen den Gateways weitergeleitet
werden.
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Die
vorstehenden Bedingungen zur Wahl einer TFO-Rahmenweiterleitung oder zur Komprimierung
des gesamten empfangenen Datenstroms sind als Beispiele dargestellt.
Der Umfang der vorstehenden Beschreibung liegt darin, zu zeigen,
dass bereits durch lediglichen Austausch der spezifizierten Informationen
(TFO, D, D(GW)) eine Implementierung einer vielseitigen Logik zur
Auswahl des Übertragungsverfahrens
möglich
ist.
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Sendet
eines der Gateways keine Informationen bezüglich der TFO- und Decodierfähigkeiten, dann
kann der andere daraus herleiten, dass er nicht TFO-fähig ist.
In diesem Fall ist die einzige Option zur Datenübertragung über das Paketnetzwerk wahrscheinlich
eine Komprimierung des gesamten Datenstroms.
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4 stellt
ein Verfahren 400 gemäß einem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, in dem ein zellulares Netzwerk einen Gateway
bezüglich
der durch es unterstützten
Codierer und Decodierer informiert. Das zellulare Netzwerk 401 ist
beispielsweise mit dem ersten Gateway 402 an ein Paketnetzwerk 302 angeschlossen.
Das zweite zellulare Netzwerk 403 ist beispielsweise mit
dem zweiten Gateway 404 an das Paketnetzwerk angeschlossen.
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Der
Pfeil 410 stellt Informationen bezüglich Codierern C(CN1) und
Decodierern D(CN1) dar, die das zellulare Netzwerk 401 zu
dem ersten Gateway 402 überträgt. Diese
sind diejenigen Codierer und Decodierer, die das Netzwerk beispielsweise
in der TFO-fähigen
Codier-Decodiereinheit unterstützt,
die an der Verbindung beteiligt ist. Es sei zur Vereinfachung angenommen,
dass die zellularen Netzwerke 401 und 403 ankommende
Daten akzeptieren, die lediglich TFO-Rahmen enthalten, wenn die
zellularen Netzwerke den Decodierer unterstützen, der zur Decodierung der
Daten in den TFO-Rahmen erforderlich ist. Die Codier-Decodiereinheiten
können
beispielsweise die Daten in TFO-Rahmen decodieren und sie unter
Verwendung des Codierers wiedercodieren, den sie bei einer Kommunikation
mit einer Mobilstation verwenden. Die wiedercodierten Daten werden
dann zu der Mobilstation übertragen.
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Die
Gateways 402 und 404 können den in jedem der zellularen
Netzwerke verwendeten Codierer und Decodierer ähnlich wie die in 3 dargestellten Gateways 303 und 306 herleiten.
Der Pfeil 310 stellt dar, wie der Gateway 402 den
verwendeten Codierer C1 und Decodierer D2 herleitet, und Pfeil 311 stellt ähnlich dar,
wie der Gateway 404 den verwendeten Codierer C3 und
Decodierer D4 herleitet. Es ist ebenso möglich, dass
eine Codier-Decodiereinheit
Informationen bezüglich
dieses Codierers und Decodierers direkt zu einem Gateway überträgt. Es ist
klar, dass die folgenden Aussagen wahr sind: C1 ∊ C(CN1),
D2 ∊ D(CN1), C3 ∊ C(CN2)
und D4 ∊ D(CN2).
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Der
erste Gateway 402 überträgt die folgenden
Informationen zu dem zweitem Gateway: TFO-Fähigkeit, den verwendeten Decodierer
D2 und die unterstützten Decodierer D(CN1) und
D(GW1). Dies ist in 4 mit dem Pfeil 420 dargestellt.
In dem in 4 dargestellten System ist ein
Weiterleiten von TFO-Rahmen, die mit C3 codierte
Daten führen,
von dem zellularen Netzwerk 403 über das Paketnetzwerk zu dem
zellularen Netzwerk 401 möglich, falls C3 –1 =
D2. In diesem Fall werden die Daten lediglich einmal über die
Verbindung codiert und decodiert (siehe Pfeil 430, wobei
ausgefüllte
Kreise sich auf eine Codierung und offene Kreise sich auf eine Decodierung
beziehen). Die TFO-Rahmen können
von dem zweiten Gateway 404 auch dann weitergeleitet werden,
falls C3 –1 ∊ D(CN1).
In diesem Fall kann das erste zellulare Netzwerk die Daten in den
TFO-Rahmen decodieren und sie unter Verwendung von D2 –1 (Pfeil 431)
wiedercodieren. Das Decodieren und Wiedercodieren kann optional
in dem zweiten Gateway ausgeführt
werden, falls C3 –1 ∊ D(GW2)
und D2 –1 ∊ C(GW2),
siehe Pfeil 432. Werden auch Informationen C(GW1) bezüglich der
in dem ersten Gateway 402 unterstützten Codierer zu dem zweiten
Gateway übertragen,
dann kann dieser die TFO-Rahmen auch dann weiterleiten, falls C3 –1 ∊ D(GW1)
und D2 –1 ∊ C(GW1).
In diesem Fall decodiert der erste Gateway die Daten in den TFO-Rahmen
und wiedercodiert sie unter Verwendung von D2 –1 (Pfeil 433).
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Ähnlich überträgt der zweite
Gateway 404 Informationen bezüglich der TFO-Fähigkeit,
des verwendeten Decodierers D4 und der unterstützten Decodierer
D(CN2) und D(GW2) über
das Paketnetzwerk (Pfeil 421). Hinsichtlich der anderen
Richtung ist ein Weiterleiten der TFO-Rahmen beispielsweise dann
möglich,
falls C1 –1 ∊ D(GW2).
Ist das zweite Netzwerk 403 zwar kein zellulares Netzwerk,
aber beispielsweise ein festes Netzwerk, dann sind die Sätze C(CN2)
und D(CN2) leer.
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Wieder
sind die vorstehenden Bedingungen zur Wahl einer TFO-Rahmenweiterleitung
oder zur Komprimierung des gesamten empfangenen Datenstroms als
Beispiele dargestellt. Hier wurde festgehalten, dass in einigen
Fällen
die Informationen bezüglich
der in den Gateways unterstützten
Codierer womöglich
ein Übertragen über das
Paketnetzwerk wert sind.
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5 stellt
ein Verfahren 500 gemäß einem dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, in dem die verwendeten Codierer und Decodierer
zwischen den zellularen Netzwerken ausgehandelt werden. Die Aushandlung
kann direkt zwischen den zellularen Netzwerken oder über Gateways
ausgeführt
werden. Die Aushandlung wird bereits bei Einrichten der Verbindungen
ausgeführt,
so dass die Gateways die Codierer und Decodierer nicht aus den TFO-Rahmenströmen herleiten
müssen.
Die Gateways können
einen Teil einer Decodierung und Wiedercodierung wie in dem Verfahren
gemäß dem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausführen.
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Das
zellulare Netzwerk 501 überträgt zu dem Gateway 502,
der es mit dem Paketnetzwerk 302 verbindet, Informationen
zumindest bezüglich
der unterstützten
Decodierer D(CN1). Dies ist mit dem Pfeil 510 in 5 dargestellt. Ähnlich überträgt das zellulare
Netzwerk 503 zu dem Gateway 504, der es mit dem
Paketnetzwerk 302 verbindet, Informationen bezüglich der
Decodierer D(CN2) (Pfeil 511).
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Die
Gateways tauschen Informationen bezüglich der TFO-Fähigkeiten der Gateways und
der Decodierfähigkeiten
der zellularen Netzwerke (Pfeile 520, 521) aus.
Diese Informationen werden zu den zellularen Netzwerken (Pfeile 530, 531)
weiter übertragen.
Nun kennt jedes zellulare Netzwerk die Decodierfähigkeiten des anderen, und
sie können
die Codier- und Decodierverfahren aushandeln (Pfeil 540), die
bei dieser Verbindung verwendet werden. Gibt es (zumindest einen)
Codierer, der oder die in diesem Netzwerk unterstützt wird
oder werden, und werden die entsprechenden Decodierer in dem anderen Netzwerk
unterstützt,
ist eine Wahl des in diesem Netzwerk unter jenen Codierern verwendeten
Codierer ratsam. Kann ein derartiges gemeinsames Codierer-Decodiererpaar
gewählt
werden, dann können die
Gateways zur lediglichen Weiterleitung der Rahmen angewiesen werden.
In diesem Fall müssen
die Gateways den TFO-Rahmenstrom nicht überwachen, um herauszufinden,
wie dieser über
das Paketnetzwerk zu übertragen
ist, oder um herauszufinden, ob sie die Daten in den TFO-Rahmen
zu decodieren und wiederzucodieren haben. Unterstützen die
Gateways Decodieren und Wiedercodieren, dann können die Decodierinformationen,
die über
das Paketnetzwerk übertragen
werden und die mit Pfeilen 520, 530 und Pfeilen 521, 531 dargestellt
sind, auch D(GW1) bzw. D(GW2) umfassen.
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Kann
kein gemeinsames Codierer-Decodiererpaar gewählt werden, dann kann die Decodierung und
Wiedercodierung möglicherweise
in den zellularen Netzwerken durchgeführt werden. Auch in diesem
Fall können
die Gateways zur lediglichen Weiterleitung der TFO-Rahmen angewiesen
werden.
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Dieses
Verfahren gemäß dem dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann beispielsweise in den universellen Mobiltelekommunikationsnetzwerken
(UMTS, „Universal
Mobile Telecommunication Networks") angewendet werden, die aneinander
mit einem Paketdatennetzwerk angeschlossen sind. Im UMTS kann die
Rufsteuerung die Codier-Decodierverfahren auf ein UMTS-TRAU und
auf eine Mobilstationsanwendung zwischen denselben einschränken. Die
Rufsteuerung kann die Informationen bezüglich der Decodierer empfangen,
die in dem anderen zellularen Netzwerk von dem Gateway unterstützt werden.
Sie kann den Gateway auch zur lediglichen Weiterleitung der TFO-Rahmen
anweisen.
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Sind
beide an einer Verbindung beteiligten zellularen Netzwerke UMTS-Netzwerke,
dann kann ein separates Protokoll existieren, das Rufsteuerungseinheiten
zur Codiereraushandlung bei Verbindungsaufbau verwenden. Die Daten
können über die Gateways
wie in 5 dargestellt übertragen
werden.
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In
einem Verfahren gemäß einem
vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden neue Protokoll nachrichten oder Hinzufügungen zu existierenden
Protokollnachrichten zur Ermöglichung des
Austauschs von TFO-Fähigkeiten
und Decodierfähigkeiten
definiert. Es existieren spezifische Protokolle zur Datenübertragung über Paketnetzwerke
für eine
Echtzeitanwendung, beispielsweise wird das Echtzeitübertragungsprotokoll
(RTP, „Real-time Transmission
protocol") insbesondere
in IP-Netzwerken verwendet.
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Zwischen
Gateways können
die über
RTP übermittelten
Rufe gemultiplext und über
eine einzelne RTP-Verbindung übertragen
werden. Das RTP-Steuerprotokoll (RTCP, „RTP Control Protocol") wird zur Übertragung
bestimmter Steuerbefehle zwischen den Endpunkten der RTP-Verbindung
verwendet. Das RTCP wird beispielsweise bei Rufaufbau zum Weiterreichen
von Informationen bezüglich
der Endpunkte eines Rufs verwendet. Während eines Rufs stellt das
RTCP eine Rückkopplung
bezüglich der
Qualität
der Datenübermittlung
bereit.
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Es
sei ein Gateway betrachtet, der ein zellulares Netzwerk mit einem
IP-Netzwerk verbindet, und der RTP zur Übertragung von Rufen über das IP-Netzwerk
verwendet. Dieser Gateway kann beispielsweise den Datenstrom aus
dem zellularen Netzwerk überwachen.
Nachdem er TFO-Rahmen in dem Datenstrom bemerkt hat, kann er eine
bestimmte RTCP-Nachricht
zur Informierung des anderen Gateways beispielsweise bezüglich der
folgenden Punkte verwenden: der TFO-Fähigkeit des Gateways, des in
dem zellularen Netzwerk verwendeten Decodierers und des Decodierers,
den der Gateway unterstützt.
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Es
existieren fünf
Arten von RTCP-Paketen, und die APP-(Anwendungs-, „application") -Art, die für anwendungsspezifische
Funktionen definiert ist, ist womöglich die Passendste für die Übertragung von
TFO- und Decodierfähigkeiten.
Jedes RTCP-Paket beginnt mit einem bestimmten Header, dem strukturierte
Elemente folgen, die gemäß der Paketart
von variabler Länge
sein können.
Die strukturierten Elemente enthalten aufeinander folgende Nutzlastkennungen
und die spezifizierten Informationen tragende Nutzlasten. Neue Nutzlastarten,
beispielsweise Gateway-TFO-Fähigkeiten,
momentane Decodierer und Gateway-Decodierfähigkeiten können definiert werden. Die
Gateway-Decodierfähigkeitennutzlast kann
beispielsweise eine Liste der Decodierer sein, die der Gateway unterstützt, und
zu Beginn der Nutzlast kann die Anzahl an Decodierern in der Liste
definiert werden.
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Eine Übertragung
von Informationen bezüglich
der TFO-Fähigkeiten
und Decodierfähigkeiten
ist beispielsweise auch in einem RTP-Paket durch Definition einer
neuen Nutzlastart für
RTP-Pakete möglich.
Die Nutzlast des RTP-Pakets
kann ähnliche
Informationen umfassen, wie vorstehend beschriebene Nutzlast des
RTCP-APP-Pakets.
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In
H.323-Netzwerken ist eine Übertragung der
TFO- und Decodierfähigkeit
unter Verwendung einer H.245-Signalisierung
möglich.
Der Vorteil einer H.245-Signalisierung
im Vergleich mit den RTP- oder RTCP-Nachrichten liegt darin, dass alle H.323-Gateways
die H.245-Signalisierung unterstützen.
Die H.245-Signalisierungsspezifikation definiert den Austausch von
Fähigkeitsinformationen
zwischen H.323-Endpunkten. Durch eine Modifikation dieser Signalisierung,
so dass jeder Endpunkt beispielsweise seine TFO-Fähigkeitsinformationen
zu dem anderen Endpunkt sendet und die Decodierer, die er unterstützt, gegenüber dem
anderen Endpunkt auflistet, können
die Gateways Informationen bezüglich
dieser Fragen austauschen. Die TFO-Informationsaustauschnachrichten können beispielsweise
der terminalCapabilitySet-Nachricht ähneln.
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Für einen
Fachmann sollte klar sein, wie die RTP- oder RTCP-Pakete oder H.245-Nachrichten
zu modifizieren sind, so dass Informationen bezüglich TFO-Fähigkeiten und Decodierfähigkeiten
ausgetauscht werden können.
Vorstehend sind einige mögliche
Modifikationen an den Paketen und Nachrichten kurz beschrieben worden.
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Es
ist möglich,
dass ein Gateway 304, 306, 402, 404, 502 oder 504 ein
Medien-Gateway (MG) und eine Medien-Gateway-Steuereinrichtung (MGC, „Media
Gateway Controller")
umfasst. In diesem Fall werden Informationen bezüglich der TFO-Fähigkeiten,
bezüglich
der momentanen Decodierer und/oder Decodierfähigkeiten typischerweise unter
Verwendung der folgenden Strecke übertragen: MG1 – MGC1 – MGC2 – MG2 (typischerweise
in beiden Richtungen). Die Informationen, die zwischen zwei MGCs,
zwischen einem MGC und einem MG oder zwischen einem Gateway GW und
einem MGC übertragen
werden, können
beispielsweise derartige Informationen sein, wie sie mit Pfeilen 320, 420, 520 oder
mit Pfeilen 321, 421, 521 dargestellt
sind. Zwischen zwei Medien-Gateway-Steuereinrichtungen oder zwischen
einem Gateway GW und einer Medien-Gateway-Steuereinrichtung können die
Informationen beispielsweise unter Verwendung modifizierter RTP-
oder RTCP-Pakete oder unter Verwendung von H.245-Nachrichten ausgetauscht
werden. Zwischen einem Medien-Gateway und einer Medien-Gateway-Steuereinrichtung
können
die Informationen beispielsweise unter Verwendung eines Protokolls
ausgetauscht werden, das speziell für diesen Zweck entworfen wurde,
oder unter Verwendung einer verbesserten Version des Protokolls
H.248. Informiert ein zellulares Netzwerk einen Gateway bezüglich seiner Codier-/Decodierfähigkeiten
(Pfeile 410, 411, 510, 511),
dann können
diese Informationen von dem zellularen Netzwerk zu einem Medien-Gateway übertragen
werden, der die Informationen weiter zu einer Medien-Gateway-Steuereinrichtung überträgt, oder direkt
zu einer Medien-Gateway-Steuereinrichtung übertragen werden.
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6 stellt
Anordnungen gemäß einem
fünften
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar. Die Decodierinformationsaustauschanordnung 611 umfasst
einen Block 612, in dem Decodierinformationen bezüglich der
Decodierfähigkeiten
auf dieser Seite des Paketnetzwerks aufgebaut werden. Auf dieser
Seite des Paketnetzwerks bezieht sich hier auf den Gateway und/oder
das zellulare Netzwerk. Informationen bezüglich der durch das zellulare
Netzwerk unterstützten
Decodierer können
beispielsweise in einer Konfigurationsdatei enthalten sein oder
die Informationen können
online aus dem zellularen Netzwerk empfangen werden (Decodierinformationsblock 602 in
Decodierinformationsübertragungsanordnung 601).
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Der
Decodierinformationsblock 612 kann einen Block 613 umfassen,
der für
eine Herleitung des Codierers und/oder Decodierers in der momentanen Verbindung
verantwortlich ist. Die Informationen können aus den TFO-Rahmen hergeleitet
werden, oder es kann in dem zellularen Netzwerk eine TFO-Erweiterungsanordnung 601 geben,
die einen Block 603 enthält, der den Codierer und Decodierer
angibt, die bei einer bestimmten Verbindung in Verwendung befindlich
sind.
-
Die
Decodierinformationsaustauschanordnung weist Informationen bezüglich der
TFO-Fähigkeit
an dem Übergang
des Paketnetzwerks, beispielsweise in einem Gateway (Block 614)
auf. Informationen aus Blöcken 612–614 werden
gesammelt, und eine Datenstruktur, die zumindest einen Teil der Codierinformationen
und der TFO-Fähigkeitsinformationen
umfasst, wird in dem Datenstrukturblock 615 aufgebaut.
Die Datenstruktur wird über
das Paketnetzwerk unter Verwendung des Eingabe-Ausgabeblocks 616 gesendet.
Derselbe E/A-Block wird zum Empfangen von Daten von einer ähnlichen Gateway-Anordnung
verwendet, und aus den empfangenen Daten werden die Decodier- und
TFO-Fähigkeiten
auf der anderen Seite des Paketnetzwerks hergeleitet (Block 617).
Werden keine Daten empfangen, ist es möglich zu schließen, dass
der andere Gateway keine Codierer oder Decodierer unterstützt, und
dass er nicht TFO-fähig
ist.
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Auf
der Grundlage der empfangenen Informationen wird eine Entscheidung
in dem Entscheidungsblock 618 getroffen, wie die ankommenden TFO-Rahmen
zu verarbeiten sind. Es ist möglich, dass
das zellulare Netzwerk Anweisungen (Block 605) erteilt,
die die Decodierinformationsaustauschanordnung empfängt (Block 619)
und die die Entscheidung zur Verarbeitung der TFO-Rahmen beeinflussen.
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Die
Decodierinformationsübertragungsanordnung 601 in
dem zellularen Netzwerk kann auch einen Aushandlungsblock (604)
umfassen, der Informationen bezüglich
der verfügbaren
Codierer und Decodierer empfangen und senden und die Codierer und
Decodierer aushandeln kann, die bei einer bestimmten Verbindung
angewendet werden werden. Diese Aushandlung kann bereits während des Rufaufbaus
durchgeführt
werden.
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Die
Decodierinformationsaustauschanordnung 611 ist vorzugsweise
in dem Gateway 610 implementiert, der ein Netzwerk mit
dem Paketnetzwerk verbindet. Ist das Netzwerk, das der Gateway mit dem
Paketnetzwerk verbindet, kein zellulares Netzwerk, dann muss der
Block 613 nicht implementiert werden. Umfasst der Gateway
einen Medien-Gateway
und eine Medien-Gateway-Steuereinrichtung, dann ist die Decodierinformationsaustauschanordnung 611 typischerweise
ein Teil der Medien-Gateway-Steuereinrichtung. Der Medien-Gateway
ist beispielsweise für
eine Durchführung
tatsächlicher
Decodierung-Codierung (wie in 4 gezeigt)
verantwortlich, falls Bedarf an einer derartigen Funktionalität bei einer
bestimmten Verbindung besteht.
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Die
Decodierinformationsübertragungsanordnung 601 kann
in einem bestimmten zellularen Netzwerkelement 600 implementiert
sein. Sie kann beispielsweise in der Codier-Decodiereinheit implementiert
sein.
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Es
sei eine Situation betrachtet, in der ein Endgerät, das die in zellularen Netzwerken
verwendeten Codierer und Decodierer unterstützt, direkt mit dem Paketnetzwerk
verbunden ist. Ferner kann das Endgerät codierte Daten in TFO-Rahmen
senden und empfangen. Umfasst das Endgerät den Decodierinformationsaustauschblock 611,
dann kann das Endgerät
Informationen bezüglich
seiner Decodierfähigkeiten
senden und Informationen bezüglich
der Decodierfähigkeiten
eines zellularen Netzwerks auf der anderen Seite des Paketnetzwerks
empfangen.
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Wird
ein Codierverfahren, das dem beispielsweise in einer Mobilstation
in dem zellularen Netzwerk verwendeten Decodierverfahren entspricht,
in dem Endgerät
implementiert, dann kann das Endgerät jenes Codierverfahren zu
einer Codierung von Daten wählen.
Die codierten Daten können dann
in TFO-Rahmen zu dem zellularen Netzwerk übertragen werden. In der Gegenrichtung
kann das Codierverfahren in dem zellularen Netzwerk so gewählt werden,
dass das Endgerät
den entsprechenden Decodierer unterstützt. Eine weitere Option besteht
darin, dass das zellulare Netzwerk oder der das zellulare Netzwerk
mit dem Paketnetzwerk verbindende Gateway eine Decodierung und Wiedercodierung
durchführt.
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Das
Endgerät
kann beispielsweise ein H.323-Endgerät sein, das den Decodierinformationsaustauschblock 611 umfasst.
Das Paketnetzwerk kann beispielsweise ein IP-Netzwerk sein, über das H.323-Telefonie
ausgeführt
wird.
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Die
Erfindung beschränkt
die Wahl des Datenübertragungsverfahrens über das
Paketnetzwerk nicht. Durch eine Änderung
von Informationen bezüglich
der Decodier- und Tandemfrei-Betriebsfähigkeiten auf jeder Seite des
Paketnetzwerks gemäß der Erfindung
können
die Gateways, die mit dem Paketnetzwerk verbundenen Netzwerke oder
die Endpunkte einer Verbindung einen passenden Weg zur Verarbeitung
der zu übertragenden
Daten wählen.