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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Übertragung
von Multimedia-Information, wie Multimedia-Information, die gemäß dem Echtzeit-Transport-Protokoll
(RTP) formatiert ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Vorrichtung und ein damit verbundenes Verfahren
für das
Umwandeln von Echtzeit-Multimedia-Information, die in Paketdatenform formatiert
ist, wie die die gemäß dem RTP
formatiert ist, in eine Form, um die Übertragung der Information
auf einem Funkkanal zu erleichtern. Der Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erlaubt die Übertragung von Multimedia-Information
mittels eines zellularen oder anderen Funkkommunikationssystems
mit einer minimalen und konstanten Zeitverzögerung, während die Information auch
in einer spektraleffizienten Weise übertragen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Fortschritte
in den Kommunikationstechnologien haben die Einführung und Popularisierung neuer
Typen von Kommunikationssystemen und Verbesserungen in existierenden
Kommunikationssystemen ermöglicht.
Zunehmend große
Mengen von Daten können
mit zunehmenden Durchsatzraten durch die Verwendung solcher neuer
oder verbesserter Kommunikationssysteme übertragen werden. Als Ergebnis
solcher Verbesserungen sind neue Typen von Übertragungen, die hohe Datendurchsatzraten
erfordern, möglich.
Digitale Kommunikationstechniken werden beispielsweise zunehmend
in Kommunikationssystemen verwendet, um digitale Daten effizient zu übertragen,
und die Verwendung solcher Techniken hat die zunehmenden Datendurchsatzraten
erleichtert.
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Multimedia-Übertragungen
sind zum Beispiel exemplarisch für
die neuen Typen von Übertragungen,
die als ein Ergebnis der Verbesserungen in den Kommunikationstechnologien
möglich
sind. Multimedia-Übertragungen
beziehen sich allgemein auf die Übertragung
von mehr als einem Typ von Daten zwischen einer Sendestation und
einer Empfangsstation. Typischerweise erscheint die Übertragung von
solchen, mehr als einen Typ umfassenden Daten für einen Benutzer als gleichzeitig.
Multimedia-Übertragungen
umfassen beispielsweise Spracheüber-Daten-Anwendungen
(voice-over-data). Audiosignale, die Videosignalen überlagert
sind, um eine Telekonferenz zu bewirken, stellen ein Beispiel einer Multimedia-Übertragungsanwendung dar. Eine
Zweiwegeübertragung
einer elektronischen Schreibtafel ist ein Beispiel einer anderen
Multimedia-Übertragungsanwendung.
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Die
verschiedenen Typen von Daten zeigen unterschiedliche Übertragungserfordernisse.
Beispielsweise müssen
Sprachdaten in Echtzeit übertragen
werden. Das heißt,
Sprachdaten müssen
ohne signifikante Verzögerung übertragen
werden, und sie müssen
in einer Weise übertragen
werden, die ihre Rekonstruktion an der Empfangsstation in einer
Weise ermöglicht,
die eine minimale Zeitstörung
einführt. Ansonsten
würden
die Sprachdaten merklich gestört erscheinen.
Im Gegensatz dazu sind Nicht-Sprach-Daten nicht so zeitempfindlich.
Es sind jedoch strengere Anforderungen an die Genauigkeit mit den
Nicht-Sprach-Daten verbunden.
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Multimedia-Übertragungen
können
unter Verwendung von Paketdatenübertragungstechniken bewirkt
werden. Mit der Popularisierung des Internets und der Kommunikation
auf diesem wurden standardisierte Multimediaprotokolle in Kraft
gesetzt, um mit diesen Multimedia-Information in einer Form, die
ihrer Übertragung
mittels des Internets zugänglich
ist, zu übertragen.
Ein Beispiel eines Multimediaprotokolls ist H.323. H.323 ist eine
verbreitete ITU-Norm, die das RTP verwendet.
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Gemäß dem H.323-Protokoll
werden, wenn Multimediadaten durch eine Sendestation zu übertragen
sind, logische Kanäle,
auf denen die Daten zu übertragen
sind, zugewiesen. Die Datenkanäle
werden in Erwiderung auf Anforderungen, die von der Sendestation
ausgehen, zugewiesen. Getrennte logische Kanäle werden für getrennte Typen von Daten angefordert.
Beispielsweise wird ein erster logischer Kanal angefordert, auf
dem Sprachdaten zu übertragen
sind, und die Zuweisung eines zweiten logischen Kanals wird für die Übertragung
von Nicht-Sprach-Daten angefordert. Eine Untermenge des H.323 Protokolls,
das als das H.245 Protokoll bezeichnet wird, definiert die Art,
in der die Kanäle
angefordert werden. Pakete von Daten werden danach auf den logischen
Kanälen übertragen.
Bei der konventionellen Weise umfassen die einzelnen Pakete Anfangsblockinformation,
wie IP-, UDP- und RTP-Information, um zu identifizieren, wo das
Paket hin zu lenken ist und um einen Zeitstempel mit dem Paket zu
liefern. Die Information eines Pakets von Daten, die als die Nutzdaten
(payload) bezeichnet wird, wird an die Anfangsblock-Information angehängt.
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Das
H.323-Protokoll wurde ursprünglich
für leitungsgebundene Übertragungen
vorgesehen, wie für Übertragungen
zwischen Übertragungsstationen, die
durch leitungsgebundene Verbindungen, die die des Internets einschließen, verbunden
sind. Fortschritte in den Kommunikationstechnologien haben auch
die weit verbreitete Verwendung von Funkkommunikationssystemen ermöglicht.
Ein zellulares Kommunikationssystem stellt ein Beispiel eines drahtlosen
Kommunikationssystems dar, das hohe Popularität und Verbreitung gefunden
hat. Telefonkommunikation mittels eines zellularen Kommunikationssystems
ahmt eine Übertragung
mittels eines konventionellen, leitungsgebundenen Telefonsystems
nach. Da jedoch eine Funkverbindung in einem zellularen oder anderen
Funkkommunikationssystem verwendet wird, sind Bandbreitenbetrachtungen
im allgemeinen signifikanter als wenn leitungsgebundene Netzwerke
für die Übertragungen
verwendet werden. Das heißt,
die Funkverbindung, auf der die Übertragung
in einem Funkkommunikationssystem durchgeführt wird, weist eine begrenzte
Bandbreitenkapazität
auf. Und durch die Reduzierung der Bandbreitenanforderungen der
Information, die darauf übertragen
wird, kann die Informationskapazität der Funkverbindung erhöht werden.
So werden Anstrengungen unternommen, um die Bandbreitenanforderungen
der Signale, die über
die Funkverbindung übertragen
werden, zu minimieren.
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Information,
die gemäß einem
H.232 Protokoll übertragen
wird, gründet
sich auf eine Paketdatenkonfiguration. Die Anfangsblockinformation,
die für
jedes Paket von Daten erforderlich ist, verbraucht relativ viel
Bandbreite. Somit ist die Übertragung
von Multimedia-Information mittels einer Funkverbindung, wie einer,
die beim Betrieb eines zellularen Kommunikationssystems ausgebildet
wird, eine relativ ineffiziente Art, um Multimedia-Information zu übertragen.
Da jedoch das Protokoll auf RTP-Basis de facto zu einer Norm geworden
ist, mit der Multimedia-Information zu formatieren ist, werden Multimediastationen
wahrscheinlich weiter gemäß einem
solchen Protokoll arbeiten, unabhängig von der Bandbreitenineffizienz
einer Übertragung
von Paketdaten mittels der Funkverbindung.
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Verschiedene
Schemata sind bekannt, die die Umwandlung der Datenformatierung
betreffen, um ihre Übertragung
zu erleichtern. Beispielsweise betreffen die Patente EP-A-0821507, GB-A-2301756 und
EP-A-0902571 alle Paketdatenübertragungs- und
Umwandlungsschemata. Die existierenden Schemata berücksichtigen
jedoch nicht adäquat
die speziellen Anforderungen der Bandbreitenkapazitätsbeschränkungen
einer Funkverbindung.
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Wenn
ein Art und Weise geliefert werden könnte, die bei der Übertragung
von Multimedia-Information mittels einer Funkverbindung effizienter
ist, während
dennoch das Protokoll auf RTP-Basis bei den Sende- und Empfangsstationen
verwendet wird, könnten
sich verbesserte Multimediaübertragungen mittels
eine Funkkommunikationssystems ergeben.
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Im
Licht dieser Hintergrundinformation, die sich auf Multimediaübertragungen
bezieht, wurden die signifikanten Verbesserungen der vorliegenden Erfindung
entwickelt.
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Die
vorliegende Erfindung liefert somit vorteilhafterweise eine Vorrichtung
und ein zugehöriges Verfahren
gemäß den Ansprüchen 1 beziehungsweise
11 für
das Umwandeln von Echtzeit-Multimedia-Information, die in Paketdatenform
formatiert ist, in eine Form, um eine Übertragung der Information
auf einem Funkkanal zu erleichtern. Durch eine solche Umwandlung
kann die Multimedia-Information mit einer minimalen Zeitverzögerung übertragen
werden, während
sie auf dem Funkkanal auch in einer spektraleffizienten Weise übertragen
wird.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Echtzeitmedien, die
Teil der Multimedia-Information darstellen, zwischen sendenden und
empfangenden Multimediastationen übertragen. Auf dem Übertragungsweg
zwischen den sendenden und empfangenden Stationen gibt es eine Kommunikationsverbindung,
wie eine Funkverbindung, die Bandbreitenbegrenzungen und Anforderungen
an die Spektrumseffizienz aufweist. Im Folgenden soll diese Verbindung
immer als die Kommunikationsverbindung bezeichnet werden. Die Multimedia-Information,
wenn sie an einer sendenden Multimediastation erzeugt wird, und
wenn sie einer empfangenden Multimediastation geliefert wird, ist
in Paketdatenform gemäß einem
existierenden RTP-Protokoll formatiert. Vor der Übertragung auf der Kommunikationsverbindung
werden die Echtzeitmedien in ein Kommunikationsverbindungsformat
umgewandelt. Die Echtzeitmedien können, nachdem sie in das Kommunikationsverbindungsformat
umgewandelt wurden, auf einem speziellen Kanal auf der Kommunikationsverbindung
in einer effizienten Weise übertragen werden.
Wenn die Echtzeitmedien empfangen werden, werden sie aus dem Kommunikationsverbindungsformat
und zurück
in das Paketdatenformat umgewandelt, bevor sie an die empfangende Station gesendet
werden. Dasselbe Verfahren findet in der umgekehrten Richtung statt.
Ein spezieller Kanal ist als ein Kanal definiert, der eine konstante
Bitrate liefert. In einem CDMA-Kommunikationssystem (Vielfachzugriff
durch Kodetrennung) kann der Kanal durch einen eindeutigen Kode,
mit dem die zu übertragenden
Information kodiert ist, verwirklicht werden. In einem TDMA-Kommunikationssystem
(Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex) kann der Kanal durch eine Kombination
aus einem Zeitschlitz und einer Frequenz verwirklicht werden. Andere
Wege, um einen speziellen Kanal zu verwirklichen, sind möglich.
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Ein
typisches Beispiel einer Kommunikationsverbindung ist eine Funkverbindung.
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Es
werde das Beispiel einer zellularen Multimediastation, die eine
Kommunikation mit einer leitungsgebundenen Multimediastation durchführt, betrachtet.
In der zellularen Station wird die nach außen gehende Multimedia-Information
in ein Funkverbindungsformat umgewandelt. Die Multimedia-Information kann,
wenn sie in das Funkverbindungsformat umgewandelt wurde, auf der
Funkverbindung in einer effizienten Weise übertragen werden. Wenn die
Multimedia-Information
empfangen wurde, wird sie aus dem Funkverbindungsformat und zurück in das
Paketdatenformat umgewandelt, bevor sie an die leitungsgebundene
Multimediastation gesendet wird. Das umgekehrte Verfahren findet
in der umgekehrten Richtung statt.
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In
einer Implementierung umfassen die Multimediastationen Multimedia-Endgeräte. Die
Multimedia-Endgeräte
sind betriebsfähig,
um Multimedia-Information, die gemäß einem Multimediaprotokoll,
wie H.323, formatiert ist, zu erzeugen und zu empfangen. Die Multimedia-Information
wird zwischen den Multimedia-Endgeräten mittels eines Funkkommunikationssystems,
wie eines zellularen Kommunikationssystems, übertragen.
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Der
Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wandelt die als Paketdaten formatierte
Information in eine Form um, die ihre effiziente Übertragung
auf einem Kanal gestattet, der im zellularen Kommunikationssystem
definiert ist. Das Multimedia-Protokoll liefert zwei Komponenten,
eine Steuerebene und eine Benutzerebene. Die Steuerebene umfasst
ein Anwendungssignalisierungsprotokoll, wie H.245 für H.323.
Das Anwendungssignalisierungsprotokoll spezifiziert logische Kanäle, die
für die Übertragung
der verschiedenen Typen von Multimedia-Information zu öffnen sind.
Der Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung überwacht
die Anwendungssignalisierung und erkennt das Öffnen und Schließen von
logischen Kanälen, die
in der Steuerebene definiert sind. Die Benachrichtigung zum Öffnen eines
Echtzeit-Medienkanals wird in eine Benachrichtigung zum Aufbau eines
speziellen Kanals, auf dem Multimedia-Information zwischen Multimediastationen
zu übertragen
ist, übersetzt.
Die Überwachung
setzt sich fort, und wenn die Anwendungssignalisierung anzeigt,
dass die logischen Kanäle
zu schließen
sind, wird der entsprechende spezielle Kanal ebenfalls geschlossen.
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Da
das Multimedia-Protokoll, wie H.323, zunehmend in Kommunikationssystemen,
die auf dem Internetprotokoll (IP) basieren, verwendet wird, um Multimedia-Übertragungen
zu bewirken, erlaubt der Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung Multimedia-Vorrichtungen, die gemäß dem Protokoll betriebsfähig sind,
ohne Änderung
zu arbeiten. Eine Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung überwacht
Signale, die durch solche existierende Multimedia-Vorrichtungen
erzeugt werden, und verwendet solche Signale, um die Multimedia-Information
in eine Form umzuwandeln, die für
eine Übertragung
auf einem leitungsvermittelten oder anderen Funkkanal geeigneter
ist. Overhead-Daten, wie IP-, RTP- und UDP-Anfangsblöcke, die
mit jedem Paket von Daten verbunden sind, werden vor der Übertragung
der Multimedia-Information auf dem speziellen Kanal entfernt. Nach
der Übertragung
auf dem speziellen Kanal wird die Multimedia-Information in das
Paketdatenformat zurück
umgewandelt, und die Anfangsblockinformation wird wieder an den
Paketen der Daten befestigt. Da die Anfangsblockinformation, die
ansonsten einen Teil jedes Pakets von Daten bildet, vor der Übertragung der
Nutzdaten entfernt wird, wird dieselbe Information nicht wiederholt
auf dem speziellen Kanal übertragen.
Es ergibt sich eine verbesserte Spektrumseffizienz.
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In
diesen und anderen Aspekten wird somit eine Vorrichtung und ein
zugehöriges
Verfahren für das
Umwandeln von paketformatierter Multimedia-Information in ein Funkverbindurgsformat
geliefert. Wenn die Multimedia-Information
in das Funkverbindungsformat umgewandelt wurde, ist sie für eine Übertragung über eine
Funkverbindung geeignet, die sich zwischen einer ersten Kommunikationsstation und
einer einer Kommunikationsstation eines Funkkommunikationssystems
erstreckt. Ein. Detektor ist verbunden, um Angaben der paketformatierten
Daten zu empfangen. Der Detektor erkennt Steuerebeneninformation,
die mit den paketformatierten Daten verbunden ist. Eine Anforderungseinrichtung
ist verbunden, um Anzeigen der Detektion durch den Detektor der
Steuerebeneninformation zu empfangen. Die Anforderungseinrichtung
fordert die Zuweisung eines speziellen Kanals an, der durch die
Funkverbindung gebildet wird die sich zwischen den ersten und zweiten
Kommunikationsstationen erstreckt, für eine Übertragung der Multimedia-Information
darauf. Ein Formatumwandler ist verbunden, um die paketformatierten
Daten, aus denen die Multimedia-Information geformt ist, zu empfangen.
In Erwiderung auf die Zuweisung des speziellen Kanals, der von der Anforderungsvorrichtung
angefordert wurde, wandelt der Formatumwandler die paketformatierten
Daten in das Funkverbindungsformat um. Danach wird die Übertragung
der Multimedia-Information, die im Funkverbindungsformat formatiert
ist, auf dem speziellen Kanal gestattet.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihres Umfangs kann man aus den begleitenden
Zeichnungen, die nachfolgend kurz zusammengefasst. sind, der folgenden
detaillierten Beschreibung der aktuell bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung und der angefügten
Ansprüche erhalten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm eines Funkkommunikationssystems,
das gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betriebsfähig ist, um Multimedia-Information zu übertragen.
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2 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm der Steuerebene des in 1 gezeigten
Funkkommunikationssystems, das gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
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3 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm der Benutzerebene des in 1 gezeigten
Funkkommunikationssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm, ähnlich dem das in 2 gezeigt
ist, aber gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm, ähnlich dem das in 3 gezeigt
ist, aber gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
das Format der Multimedia-Information, die während des Betriebs einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
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7 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm eines Teils eines Funkkommunikationssystems,
um hier den Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung während Übergabeverfahren
darzustellen.
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8 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt
ein Verfahrensflussdiagramm, das die Verfahrensschritte des Verfahrens
des Betriebs einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auflistet.
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10 zeigt
ein funktionelles Blockdiagramm der Benutzerebene, ähnlich dem,
das in den 3 und 5 gezeigt
ist, aber gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Wendet
man sich zuerst 1 zu, so ist ein Funkkommunikationssystem,
das allgemein bei 10 gezeigt ist, betriebsfähig, um
Multimedia-Information zwischen Multimedia-Stationen zu übertragen. In der Figur sind
beispielhafte Multimedia-Stationen 12 und 14 gezeigt.
In der beispielhaften Implementierung umfasst das Funkkommunikationssystem 10 ein
zellulares Kommunikationssystems, wie ein CDMA- oder TDMA-Kommunikationssystem.
In anderen Implementierungen wird das Funkkommunikationssystem aus
anderen Typen von Funkkommunikationssystemen gebildet.
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Multimedia-Information
wird zwischen der Multimedia-Station 12 und der Infrastruktur
mittels Vorwärtsverbindungskanälen und
Rückwärtsverbindungskanälen, die
hier durch die Pfeile 16 und 18 dargestellt sind, übertragen.
In einer Implementierung, in welcher das Funkkommunikationssystem aus
einem zellularen CDMA-Kommunikationssystem gebildet wird, werden
die Vorwärts-
und Rückwärtsverbindungskanäle durch eindeutige
Kodes gebildet, mit denen die Signale vor ihrer Übertagung kodiert werden. Und
wenn das Funkkommunikationssystem ein zellulares TDMA-Kommunikationssystem
umfasst, werden die Vorwärts-
und Rückwärtskanäle durch
Zeitschlitz-Frequenz-Kombinationen gebildet. In anderen Implementierungen
werden die Kanäle auf
andere Arten definiert.
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Die
Multimediastation 12 ist hier gezeigt, wie sie eine Multimediavorrichtung 22 und
eine Mobilstation 24 umfasst. Es sollte verständlich sein,
dass die in der Figur gezeigte Ausführungsform natürlich beispielhaft
ist. In anderen Implementierungen ist die mobile Multimediastation
auf andere Weisen konstruiert. Die Multimediavorrichtung 22 ist
betriebsfähig, um
Echtzeit-Multimedia-Information gemäß einem Paketdatenformat, wie
dem RTP-Protokoll, zu erzeugen und zu empfangen. Nachfolgend wird
die Multimedia-Information, die durch die Multimediavorrichtung 22 erzeugt
wird, immer als von der Mobilstation ausgehend (mobile orignated,
MO) bezeichnet, während
Multimedia-Information, die von der Vorrichtung 22 empfangen
wird, immer als an der Mobilstation endend (mobile terminated, MT)
bezeichnet wird. In konventioneller Weise wird MO-Multimedia-Information
in Pakete von Daten an der Multimediavorrichtung 22 formatiert.
In einer Implementierung werden die paketformatierten Daten an der
Multimediavorrichtung in eine Form umgewandelt, die für ihre Übertragung
auf der Rückwärtsfunkverbindung
besser geeignet ist. Diese Form wird immer als Funkverbindungsformat
bezeichnet.
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Die
Mobilstation 24 bildet hier ein zellulares Funktelefon,
das in einem zellularen Kommunikationssystem betriebsfähig ist
und das Signale auf den Vorwärts-
und Rückwärtsverbindungskanälen 16 und 18 senden
und empfangen kann. Die Mobilstation 24 ist hier gezeigt,
wie sie mit der Multimediavorrichtung 22 mittels Leitungen 26 verbunden
ist. MO-Multimedia-Information wird der Mobilstation 24 dadurch
geliefert. Wie oben ausgeführt
wurde, wird in einer Implementierung die paketformatierte MO-Multimedia-Information in ein
Funkverbindungsformat an der Multimediavorrichtung 22 umgewandelt.
In einer anderen Implementierung wird eine solche Umwandlung an der
Mobilstation 24 durchgeführt. MT-Multimedia-Information,
die auf einem Vorwärtsverbindungskanal übertragen
wird und an der Mobilstation empfangen wird, ist ebenso aus einem
Funkverbindungsformat in ein Paketdatenformat entweder an der Mobilstation 24 oder
an der Multimedia-Vorrichtung 22 in Abhängigkeit davon, wie die vorliegende
Erfindung implementiert wird, umwandelbar.
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Die
Multimediastation 14 ist hier als eine feste Multimedia-Station gezeigt,
die verbunden ist, um Zugang zur Netzwerkinfrastruktur 34 eines
zellularen Kommunikationssystems zu gewähren. Analog der Multimedia-Station 12 ist
die Multimedia-Station 14 betriebsfähig, um die Multimedia-Information,
die gemäß einem
Paketdatenformat, wie dem RTP-Protokoll, formatiert ist, zu erzeugen
und zu empfangen. MT-Multimedia-Information wird durch die Station 14 im
Paketdatenformat erzeugt. In einer Implementierung ist die Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 weiterhin
betriebsfähig,
um die als Paketdaten formatierte Information in ein Funkverbindungsformat
umzuwandeln, um eine effiziente Übertragung
der MT-Multimedia-Information auf der Vorwärtsfunkverbindung zur Multimedia-Station 12 zu
erleichtern. MO-Multimedia-Information, die im Funkverbindungsformat
empfangen wird, wird durch die Zugangsnetzwerk-Infrastruktur in
ein Paketdatenformat umgewandelt.
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Die
Netzwerkinfrastruktur 34 des zellularen Systems ist verbunden,
um die Multimedia-Information, die durch die Multimedia-Station 14 ausgebildet wird,
hier mittels Leitungen 36 zu empfangen. Die Multimedia-Station 14 ist,
was nicht getrennt gezeigt ist, mit der Infrastruktur 34 mittels
eines IP-Netzwerks verbunden. Die Infrastruktur kann auch Elemente, die
auf GPRS (General Packet Radio Service) basieren, einschließen. Die
Infrastruktur 34 umfasst auch, obwohl das nicht getrennt
gezeigt ist, Basisstationssteuerungen und Basistransceiverstationen.
Die Infrastruktur 34 ist betriebsfähig, um Signale auf den Vorwärts- und
Rückwärtskanälen, die
hier durch die Pfeile 16 und 18 dargestellt sind,
zu senden und zu empfangen.
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Mit
der Benutzerebene ist die Steuerebene verbunden. Während die
Benutzerebene sich auf die paketdatenformatierte Multimedia-Information,
die oben beschrieben wurde, bezieht, bezieht sich die Steuerebene
auf die Protokolle, die beispielsweise verwendet werden, um die
Multimedia-Verbindung aufzubauen und zu lösen, als auch auf die logischen Kanäle, die
die einzelnen Medien innerhalb der Verbindung befördern. Beispielsweise
basiert die Benutzerebene des H.323 auf dem RTP, während die
Steuerebene verschiedene Anwendungssignalisierungsprotokolle, insbesondere
H.245, umfasst. Die Umwandlung in ein Funkverbindungsformat durch 24 und 34 der
MO- beziehungsweise MT-Echtzeit-Multimedia-Information wird auf der Kenntnis, dass
das Medium in Echtzeit vorliegt, vorhergesagt. Die Kenntnis wird
durch eine Detektionsfunktion erworben, die die Anwendungssignalisierung,
die in der Steuerebene ausgetauscht wird, überwacht. Die Detektionsfunktion
kann in 24 angeordnet sein. Da 24 die Anwendungssignalisierung,
die zwischen 22 und 14 ausgetauscht wird, nicht ändert, können die
Steuerebenenprotokolle von 22 konventioneller Natur sein. Weiterhin
kann, da der Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung paketdatenformatierte Information in
ein Funkverbindungsformat vor ihrer Übertragung umwandelt und danach
die Information im Funkverbindungsformat zurück in ein Paketdatenformat
umwandelt, die Multimedia-Vorrichtung 22 in der Benutzerebene
auch von konventioneller Konstruktion sein. Das heißt, die
Multimedia-Vorrichtung 22 kann eine konventionelle Konstruktion sein,
um Multimedia-Information gemäß einem
Standardmultimediaprotokoll, wie H.323, zu erzeugen. Und durch das
Umwandeln der Information in ein Funkverbindungsformat kann die
Multimedia-Information in einer spektraleffizienten Weise auf einer Funkverbindung,
wie der, die in einem zellularen Kommunikationssystem gebildet wird, übertragen werden.
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2 zeigt
die logischen Schichten der Steuerebene des Funkkommunikationssystems 10, das
in 1 gezeigt ist, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die in 2 gezeigte
Ausführungsform
ist die einer nicht integrierten Konfiguration. Das heißt, die
in 2 gezeigte Ausführungsform ist die einer Implementierung,
in welcher die oberen logischen Schichten der Steuerebene von konventioneller
Natur sind, wie die Schichten der oberen Ebene eines Laptop-Computers
oder dergleichen, der gemäß einem
Multimedia-Protokoll, das das RTP verwendet, wie H.323, in einer
konventionellen Weise ohne Änderung
betreibbar ist. In der Darstellung der 2 sind die
Stationen 12 und 14 und die Zugangsnetzwerkinfrastruktur
in Form von Anwendungsschichten dargestellt. Der Betrieb der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in der Figur gezeigt ist, adaptiert
das Multimedia-Protokoll so, dass Echtzeitmedien über einen
speziellen Kanal einer Funkschnittstelle in einer Weise übertragen
werden können,
um die Anforderungen an die Verzögerung
und die Spektrumseffizienz eines Funkkommunikationssystems besser
erfüllen
zu können.
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Die
Vorwärts-
und Rückwärtskanäle 16 und 18 sind
in der Figur gemeinsam bezeichnet. Wenn das zellulare Kommunikationssystem
ein zellulares CDMA-Kommunikationssystem umfasst, wie das, das im
IS-95 Standard, der von der EIA/TIA verkündet wurde, definiert ist,
werden zugewiesene Kodes verwendet, durch die Information vor ihrer Übertragung
kodiert wird. Und in einem zellularen TDMA-Kommunikationssystem,
wie es im IS-136 Standard, der von der EIA/TIA verkündet wurde,
definiert ist, bilden zugewiesene Zeitschlitz-Frequenz-Kombinationen
die Kanäle.
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Hier
ist die Multimediastation 12 gezeigt, wie sie eine Anwendungssignalisierungsschicht 48 einschließt. Die
Anwendungssignalisierungsschicht ist gemäß dem Multimediaprotokoll definiert.
Beispielsweise ist H.245 die Anwendungssignalisierung, die dem H.323
Multimediaprotokoll entspricht. Die Schicht 48 ist unter
anderem betriebsfähig,
um logische Kanäle
anzufordern, auf denen verschiedene Typen der Multimedia-Information
zu übertragen sind.
Beispielsweise wird eine Anforderung vorgenommen, um einen logischen
Kanal zu öffnen,
um Sprachdaten zu übertragen
oder um Nicht-Sprachdaten
zu übertragen
etc. Nach der Übertragung
der Daten wird eine Anforderung vorgenommen, um den logischen Kanal
zu schließen.
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Die
Signalisierung, die von der Schicht 48 erzeugt wird, wird
einer TCP-Schicht 50 geliefert, die betriebsfähig ist,
um TCP-Datensegmente zu bilden. Die TCP-Schicht läuft auf
einer IP-Schicht 52, die betriebsfähig ist, um die Datensegmente
gemäß den IP-Protokollen
zu formatieren, um beispielsweise Anfangsblöcke und Endblöcke hinzu
zu fügen.
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Die
formatierten Daten, die von der Schicht 52 erzeugt wurden,
werden durch eine Anpassungsschicht 54 detektiert. Die
Anpassungsschicht 54 ist hier gezeigt, um unter anderen
Dingen eine Detektion der Signalisierung, die von den oberen Schichten
erzeugt wird, durchzuführen.
Hier wird die Funktion der Anpassungsschicht 54, die Daten
zu detektieren, durch einen Detektor 56 dargestellt. In
Erwiderung auf die Detektion von Daten, die durch die Schicht 52 erzeugt
werden, übersetzt
die Anpassungsschicht 54 eine solche Signalisierung in
eine Anforderung, um einen speziellen Kanal auf der Funkverbindung,
die sich zwischen den Stationen 12 und der Zugangsnetzwerkinfrastruktur
erstreckt, aufzubauen. Eine solche Funktion, die durch die Anpassungsschicht 54 ausgeführt wird,
ist in der Figur durch eine Anforderungseinrichtung 58 dargestellt.
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Die
Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 ist hier gezeigt, wie sie
auch untere Schichten 68 einschließt, die den unteren Anwendungsschichten 66 der
Multimediastation 12 entsprechen.
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Die
Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 umfasst ferner zusätzliche
untere Schichten 76, um die Anwendungssignalisierung auszuführen. Die
unteren Schichten 76 ermöglichen die Ausbildung einer
Verbindung mittels einer IP-Datenautobahn 78 mit unteren
Schichten 82 der Station 14. Die Zugangsnetzwerkinfrastruktur
ist weiter gezeigt, wie sie eine Echtzeitverwaltungseinrichtung 84 einschließt.
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Analog
zu den Schichten 48, 50 und 52 der Station 12 umfasst
die Station 14 eine Anwendungssignalisierungsschicht 88,
eine TCP-Schicht 90 und eine IP-Schicht 92. Die
Anwendungssignalisierungsschicht 88 ist gemäß dem Multimediaprotokoll
definiert und ist unter anderem betriebsfähig, um logische Kanäle anzufordern,
auf denen verschiedene Typen der Multimedia-Information zu übertragen sind.
Die TCP-Schicht 90 ist betriebsfähig, um TCP-Datensegmente zu bilden und zu empfangen. Und
die IP-Schicht 92 ist betriebsfähig, um in konventioneller
Weise Datensegmente zu formatieren und um formatierte Datensegmente
abzuspecken. Somit sind beide Stationen 12 und 14 teilweise
aus regulären
Multimediaprotokoll-über-IP-Vorrichtungen
ausgebildet. Das heißt,
IP-paketformatierte Information, die gemäß einem Multimediaprotokoll
formatiert ist, kann an ihnen empfangen und erzeugt werden.
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Bei
einem beispielhaften Betrieb, bei dem die Station 12 die
Kommunikationen initiiert, wird eine Anforderung, einen speziellen
Kanal aufzubauen, erzeugt und mittels der verschiedenen Schichten 12, der
Funkverbindungen 16–18,
der verschiedenen Schichten der Zugangsnetzwerkinfrastruktur geliefert und
an die Echtzeitverwaltungseinrichtung 84 der Zugangsnetzwerkinfrastruktur
geliefert und dort verarbeitet. Das Aufbauen des speziellen Kanals
umfasst das Aufbauen des Kanals auf der Funkverbindung als auch
(unten beschriebene) Umwandlungsfunktionen in einer Benutzerebene
(auch unten beschrieben). Nach der erfolgreichen Verarbeitung ist
ein spezieller Kanal verfügbar,
um Echtzeitmedien zu befördern.
Die Anforderungseinrichtung tauscht eine Signalisierung mit der
Echtzeitverwaltungseinrichtung 84 über die Wege, die in 2 mit (4) und (4') bezeichnet
sind, aus. Zusätzlich
wird H.245 (H.323 Anwendungssignalisierung), die zwischen der Station 12 und
einem entfernten Endpunkt, hier der Station 14 ausgetauscht
wird, durch die Zugangsnetzwerkinfrastruktur über die Wege, die in der Figur
mit (2) und (2') bezeichnet
sind, gelenkt.
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3 zeigt
wiederum das in den 1 und 2 gezeigte
Funkkommunikationssystem 10, das wieder die Multimediastationen 12 und 14 und
die Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 zeigt. 3 stellt
die Benutzerebene einer nicht integrierten Konfiguration analog
den Steuerebenenschichten der in 2 gezeigten
nicht integrierten Konfiguration dar.
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Hier
umfasst die Station 12 eine Echtzeit-Medienschicht 102,
die oben auf einer RTP-Schicht 104 läuft. Die RTP-Schicht ist unter
anderem betriebsfähig,
um einen Zeitstempel zu den Datensegmenten, die von der Echtzeit-Medienschicht 102 erzeugt
werden, hinzuzufügen.
Der Zeitstempel spezifiziert die Zeit, zu der die zugehörigen Echtzeit-Medienabtastung
erzeugt wurde. Der Zeitstempel wird vom Empfangsende verwendet,
um alle Verzögerungsfluktuationen,
die durch das IP-Datenautobahn-Netzwerk eingefügt wurden, zu korrigieren.
Die RTP-Schicht fügt
jedem Paket auch eine Laufzahl hinzu. Die Laufzahl wird durch das
Empfangsende verwendet, um einen Paketverlust und/oder eine falsche
Sequenz zu erkennen und die passende Korrekturaktion vorzunehmen.
Der RTP-Anfangsblock
umfasst auch andere Information, wie die Synchronisationsquelle
(SSRC). Alle Pakete, die von einer SSRC kommen, sind Teil desselben
Zeitverlauf- und Laufzahlraumes.
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Die
RTP-Schicht 104 läuft
auf einer UDP-Schicht 106, die betriebsfähig ist,
um auf sie angewandte Datensegmente zu formatieren. Die UDP-Schicht 106 läuft auf
einer IP-Schicht 108. Die IP-Schicht 108 entspricht
der in 2 gezeigten IP-Schicht 52. Die IP-Schicht
läuft auf
der Anpassungsschicht 54, die hier betriebsfähig ist,
um Umwandlungsfunktionen durchzuführen, was durch den Umwandler 112 dargestellt
ist. Wieder läuft
die Anpassungsschicht auf unteren Schichten, die hier wiederum durch
die unteren Schichten 66 dargestellt sind.
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Ein
spezieller Kanal 114, der während des Betriebs einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, verbindet die Station 12 mit der
Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34. Wie gezeigt ist, verbindet
der spezielle Kanal die unteren Schichten 66 der Station 12 mit
entsprechenden unteren Schichten 68 der Zugangsnetzwerkinfrastruktur.
Die Infrastruktur 34 ist hier gezeigt, wie sie einen Zugangsnetzwerkinfrastrukturumwandler 116 einschließt, der
auf den unteren Schichten 68 läuft. Der Umwandler 116 ist
auch gezeigt, wie er auf den unteren Schichten 76 läuft, die
ebenfalls vorher in 2 gezeigt wurden. Die unteren
Schichten 76 sind mit der IP-Datenautobahn 78 mit
den entsprechenden unteren Schichten 82 der Station 14 verbunden.
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Die
Station 14 ist hier gezeigt, wie sie Schichten 122, 124, 126 und 128 einschließt, die
den entsprechenden Schichten 102, 104, 106 beziehungsweise 108 der
Multimediastation 12 entsprechen.
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Während des
Betriebs des Funkkommunikationssystems werden, wenn man sich in
der Benutzerebene befindet, paketierte Echtzeitmedien, die von der
Multimediastation 12 erzeugt werden, durch den Umwandler 12 verarbeitet.
Der Umwandler 112 entfernt die RTP-, UDP- und IP-Anfangsblöcke, die
an die Medien angefügt
sind, die durch die Mittel 102 in den Schichten 104, 106 beziehungsweise 108 erzeugt
werden. Wenn sie entfernt wurden, wird das sich ergebende Medium
an die unteren Schichten 66 geliefert.
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Die
unteren Schichten 66 sind betriebsfähig, um konventionelle Funktionen
unterer Schichten auszuführen.
Wenn beispielsweise das Echtzeitmedium Sprache ist, können die
unteren Schichten eine Faltungskodierung, eine Verschachtelung etc.
ausführen.
Sie können
auch ein Multiplexen mit anderen Typen von Verkehr und Medien ausführen. Als
Ergebnis der Verarbeitung durch den Umwandler werden die Echtzeitmedien
in einer spektraleffizienten Weise über eine Funkverbindung, die
auf dem speziellen Kanal 114 gebildet wurde, übertragen.
An der Zugangsnetzwerkinfrastruktur führen die unteren Schichten 68 die
umgekehrten Operationen aus. Danach erneuert der Umwandler 116 die
RTP-, UDP- und IP-Anfangsblöcke.
Da die Werte der UDP- und IP-Felder sich während einer Verbindung nicht ändern, müssen ihre
Werte an die Zugangsnetzwerkinfrastruktur nur zur Zeit des Aufbaus
des speziellen Kanals und zur Zeit der Übergabe an einen anderen Umwandler
gesendet werden.
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Da
die Werte der RTP-Felder sich ändern, muss
der ANI-Umwandler 116 (ANI
= Access Network Infrastructur = Zugangsnetzwerkinfrastruktur) fähig sein,
die korrekten Zeitstempel und Laufzahlen des RTP-Feldes abzuleiten.
In einer Implementierung, in welcher ein leitungsvermittelter Modus
für den
speziellen Kanal verwendet wird, werden Echtzeitmedien durch den
Umwandler 116 in einer extrem vorhersagbaren Weise empfangen.
Somit kann der Umwandler 116 die laufenden Werte des RTP-Zeitstempels
und der Laufzahlen ableiten, indem er nur einen lokalen Takt aufrecht
hält, der
sich monoton und linear in der Zeit inkrementiert.
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Für die Echtzeitmedien,
die von der Station 14 ausgehen, entfernt der Umwandler 116 die
RTP-, UDP- und IP-Anfangsblöcke und
erzeugt einen Echtzeit-Medienstrom mit der Zeitgebung, die durch
die Zeitstempel und die Laufzahlen definiert wird, die von der Station 14 empfangen
werden. Das Ergebnis wird auf dem speziellen Kanal 114 übertragen.
Der Umwandler 112 erneuert die RTP-, UDP- und IP-Anfangsblöcke auf
der Basis desselben Prinzips eines lokalen Takts.
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Somit
erscheint die mobile Multimediastation 12 zusammen mit
dem ANI-Umwandler 116 der Multimediastation 14 so,
als sei sie bloß eine
andere konventionelle Multimediastation. Trotz des Eindrucks der
Multimediastation 14 wandelt der Betrieb einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine solche paketdatenformatierte Information
in ein Funkverbindungsformat um, um ihre Übertragung auf eine spektraleffiziente
Weise auf einer Funkverbindung zu erleichtern. Wenn die funkverbindungsformatierte
Information am Umwandler empfangen wird, wird das Paketdatenformat
der Information wieder hergestellt.
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4 zeigt
wieder das Kommunikationssystem 10, das vorher in 1 gezeigt
wurde, wobei sie hier wieder Multimediastationen 12 und 14 und
die Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 zeigt. Hier sind die logischen
Schichten des Betriebs der Steuerebene dargestellt, wobei die logischen
Schichten in einer integrierten Konfiguration gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind. In dieser Implementierung
werden an verschiedenen logischen Schichten Modifikationen vorgenommen,
um eine effiziente Kommunikation der Multimediainformation zwischen
den Stationen 12 und 14 zu erleichtern.
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In
dieser Implementierung ist die Station 12 gezeigt, wie
sie eine Anwendungssignalisierungsschicht 148 einschließt, die
direkt auf einer Anpassungsschicht 152 und auch direkt
auf einer TCP-Schicht 154 läuft. Analog zur Anpassungsschicht 54,
die in der Ausführungsform
der 2–3 gezeigt
ist, führt
die Anpassungsschicht Anforderungsfunktionen aus, die durch die
Anforderungseinrichtung 156 dargestellt sind. Die Anforderungseinrichtung 156 führt Funktionen
analog der in
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2 gezeigten
Anforderungseinrichtung 58 aus. In dieser Implementierung
muss die Anpassungsschicht 152 keine Detektionsfunktionen
ausführen.
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Die
TCP-Schicht 154 läuft
auf einer IP-Schicht 158.
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Die
Funkverbindung, die von den Funkkanälen 16 und 18 gebildet
wird, ist wiederum als eine einzelne Linie 16–18 in
der Figur dargestellt. Die Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 ist
logisch identisch zu der, die in der Ausführungsform der 2 gezeigt ist.
Hier ist die Netzwerkinfrastruktur gezeigt, wie sie untere Schichten 168 einschließt, die
den in 2 gezeigten unteren Schichten 68 entsprechen,
und untere Schichten 176, die den in 2 gezeigten
unteren Schichten 76 entsprechen. Die unteren Schichten 176 sind
mittels einer IP-Datenautobahn 178 mit unteren Schichten 182 der
Multimediastation 14 verbunden. Und die Netzwerkinfrastruktur 34 ist
wieder gezeigt, wie sie eine Echtzeitverwaltungseinrichtung 184 einschließt, die
der in 2 gezeigten Echtzeitverwaltungseinrichtung 84 entspricht.
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Die
Multimediastation 14 ist hier gezeigt, wie sie eine Anwendungssignalisierungsschicht 188 einschließt, die
auf einer TCP-Schicht 190 läuft, die wiederum auf einer
IP-Schicht 192 läuft. Die
Schichten 188, 190 und 192 bilden die
Funktionen der Schichten 148, 154 beziehungsweise 158 der
Multimediastation 12.
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5 zeigt
die logischen Schichten der Benutzerebene des Kommunikationssystems 10 der
integrierten Konfiguration. Hier umfasst das Kommunikationssystem
wiederum eine Multimediastation 12 und eine Multimediastation 14 zusammen
mit einer Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34. Wenn eine Verbindung
in Erwiderung auf den Betrieb der Funktionen der Steuerebene aufgebaut
ist, wird Multimedia-Information zwischen den Multimediastationen 12 und 14 durch
die Benutzerebene übertragen.
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Die
Multimedia-Station 12 ist hier gezeigt, wie sie zwei logische
Schichten einschließt,
eine Echtzeitmedienschicht 202 und untere Schichten 166.
Ein spezieller Kanal 214 wird ausgebildet, so dass er sich
zwischen der Station 12 und der Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 erstreckt.
In der Benutzerebene ist die in 5 gezeigte
Zugangsnetzwerkinfrastruktur identisch mit den logischen Schichten
der Zugangsnetzwerkinfrastruktur, die in 3 gezeigt
sind, wobei sie hier die unteren Schichten 168 und den
Zugangsnetzwerkinfrastrukturumwandler (ANI-Umwandler) 272 und
untere Schichten 176 einschließen.
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Die
unteren Schichten 176 sind mittels einer IP-Datenautobahn 178 mit
den unteren Schichten 182 der Multimediastation 14 verbunden.
Die Station 14 ist weiter gezeigt, wie sie eine Echtzeitmedienschicht 222,
eine RTP-Schicht 224, eine UDP-Schicht 226 und eine IP-Schicht 228 einschließt. Solche
Schichten entsprechen jeweils den Schichten 122–128 der
in der Ausführungsform
der 3 gezeigten Multimediastation 14.
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In
der nicht integrierten Konfiguration, die in den Ausführungsformen
der 2–3 gezeigt
ist, wurde ein konventioneller Multimedia-Protokollstapel in die
Multimediastation eingefügt.
Das heißt,
das Verhalten des Multimediaprotokolls, wie H.323, in der nicht
integrierten Konfiguration weiß nichts über das Vorhandensein
einer Anpassungsschicht. Die integrierte Konfiguration, die in der
Ausführungsform
der 4–5 gezeigt
ist, ermöglicht
eine verbesserte Optimierung und Effizienz durch das Integrieren
des Multimediaprotokollstapels mit der Anpassungsschicht. Der Stapel
ist in die Anpassungsschicht sowohl in der Steuerebene als auch
der Benutzerebene der 4 beziehungsweise 5 integriert.
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In
der in 4 gezeigten Steuerebene macht die Anwendungssignalisierungsschicht 148 eine
Bestimmung, dass ein spezieller Kanal für die Übertragung von Echtzeitmedien
angefordert wird. Auf eine solche Bestimmung hin wird eine Anforderung
an die Anforderungseinrichtung 156 der Anwendungsschicht 152 gegeben.
Dadurch ist die Notwendigkeit für
einen Detektor der in 2 gezeigten Ausführungsform
vermieden. Zusätzlich
bildet die Anpassungsschicht eine direkte Schnittstelle mit der Anwendung über den
TCP- und IP-Schichten 154 und 158.
Im Gegensatz dazu sind in der in 2 gezeigten
nicht integrierten Konfiguration die TCP- und IP-Schichten fähig zur Adaptionsschicht ausgebildet.
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Auch
werden in der in 5 gezeigten Benutzerebene die
Echtzeitmedien, die in der Station 12 erzeugt werden, direkt
zum speziellen Kanal 214 gesendet, um somit die RTP-, UDP- und IP-Schichten zu
umgehen, die in der in 3 gezeigten nicht integrierten
Konfiguration erforderlich sind, wobei auch die Notwendigkeit für einen
Umwandler 112 einer solchen nicht integrierten Ausführungsform
eliminiert wird.
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6 zeigt
beispielhafte Signalformate, die während des Betriebs der Multimediastationen 12 und 14,
die in den Ausführungsformen
der 2–3 und 4–5 gezeigt
sind, ausgebildet werden. Ein beispielhaftes Paket 288 mit
Multimedia-Information ist gezeigt, wie es für eine Übertragung zur Multimediastation 14 erzeugt
wird. Das Paket wird aus einem Anfangsblockteil 292, der
hier einen IP-Abschnitt,
einen UDP-Abschnitt und einen RTP-Abschnitt einschließt, gebildet.
Angehängt
an den Anfangsblockteile sind Nutzdaten 296, wie Sprachdaten.
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Während des
Betriebs der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, die in den 2–3 gezeigt
ist, ist die Anpassungsschicht 54 unter anderem betriebsfähig, um
die paketformatierten Daten, von denen das Paket 288 ein
Beispiel darstellt, in eine Form umzuwandeln, die für die Übertragung
auf einem speziellen Kanal, das ist ein leitungsvermittelter Kanal
oder dergleichen, des Funkkommunikationssystems geeignet ist. Wenn
die Nutzdaten 296 einmal umgewandelt sind, werden sie über den
speziellen Kanal übertragen,
wie das im zentralen Abschnitt der Figur gezeigt ist. Wenn sie an
der Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34 empfangen werden, werden
die Daten in Paketform, wie in das Paket 298, zurück umgewandelt.
Wie gezeigt ist, entspricht das Paket 298 dem Paket 288.
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7 zeigt
auch das Funkkommunikationssystem 10 der Ausführungsform,
die in den 2, 3, 4 und 5 gezeigt
ist. Hier ist die Netzwerkinfrastruktur gezeigt, wie sie zwei Zugangsnetzwerkinfrastrukturen 302 und 304 umfasst,
die beispielsweise angeordnet sind, um mit getrennten, voneinander
entfernten Basisstationen eines zellularen Kommunikationsnetzwerks
verbunden zu werden. Die Figur zeigt die Fähigkeit, durch den Betrieb einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Multimedia-Information zwischen zwei
mobilen Multimediastationen 12 zu übertragen.
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Die
Multimediastationen 12 sind in den Steuer- und Benutzerebenen
analog dem, was oben in Bezug auf die 2, 3, 4 und 5 beschrieben
wurde, betriebsfähig.
Und es sind zwei Zugangsnetzwerkinfrastrukturen 34 in der
Figur gezeigt, wobei jede relativ zu den Stationen 12 in
einer Weise betriebsfähig
ist, die in Bezug auf die 2, 3, 4 und 5 oben
beschrieben wurde. Die getrennten Zugangsnetzwerkinfrastrukturen
sind mittels einer IP-Datenautobahn 78 miteinander
verbunden.
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8 zeigt
ein Kommunikationssystem 10 einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Implementierung wird Multimedia-Information
zwischen zwei Quellen und Senken, hier den Quellen/Senken 312 und 313 von
Multimedia-Information übertragen.
Während
in der beispielhaften Implementierung Teile der Kommunikationsverbindungen,
die zwischen den Quellen/Senken 312 und 313 gebildet
werden, aus speziellen Kanälen gebildet
werden, die aus Funkverbindungen 314–316 ausgeformt werden,
wird in anderen Implementierungen die Kommunikationsverbindung auf
andere Weise, wie beispielsweise mittels leitungsgebundener Verbindungen
ausgeformt.
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Für die Zwecke
der Definition des Betriebs einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst der Kommunikationsweg, der zwischen den Quellen/Senken
der Multimedia-Information 312 und 313 ausgebildet
ist, IP-Netzwerke 318, 322 und 324. In
konventioneller Weise werden Multimediadaten durch solche IP-Netzwerke übertragen,
indem die Daten in diskrete Pakete formatiert werden, wie mit den
RTP-, UDP- und IP-Anfangsblöcken
und Formatierinformation, wie das oben beschrieben wurde.
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Das
Kommunikationssystem 10 ist hier gezeigt, wie es eine Vielzahl
von Anpassungseinrichtungen 328 einschließt, die
betriebsfähig
sind, um die Paketdaten, die in formatierter Form formatiert sind, in
eine spektraleffiziente Form für
eine Übertragung auf
den Kommunikationsverbindungen 314–316 anzupassen, und
um die Medien, wenn sie in der spektraleffizienten Form übertragen
wurden, in die paketierte Form für
eine Übertragung über ein
jeweiliges IP-Netzwerk 318, 322 oder 324 umzuwandeln.
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Das
Kommunikationssystem 10 liefert eine Zweiwegekommunikation
der Multimedia-Information zwischen den Quellen/Senken 312 und 313.
Jede der Anpassungseinrichtungen 328 umfasst somit einen Aufwärtsstromanpassungsabschnitt 332 und
einen Abwärtsstromanpassungsabschnitt 334.
Die Aufwärtsstromanpassungseinrichtung
ist als die Einrichtung definiert, die auf derselben Seite der Funkverbindung
wie die Multimediaquelle angeordnet ist, während die Abwärtsstromanpassungseinrichtung sich
auf derselben Seite der Funkverbindung wie die Multimediasenke befindet.
Die Aufwärtsstromanpassungsabschnitte
jeder Anpassungseinheit sind betriebsfähig, um zu detektieren, wann
Echtzeit-Multimedien
auf einer Kommunikationsverbindung zu übertragen sind, und um die
Zuweisung eines speziellen Kanals auf der Kommunikationsverbindung
anzufordern, um die Übertragung
der Echtzeit-Multimedia-Information darauf zu bewirken. Ein solcher
Betrieb ist analog dem Betrieb der Anpassungsschicht 54,
die vorher in Bezug auf den Betrieb der in 2 gezeigten
Ausführungsform
beschrieben wurde. Und die Aufwärtsstromanpassungsabschnitte 332 sind weiter
betriebsfähig,
um die paketformatierte Multimedia-Information in eine spektraleffiziente
Form für eine Übertragung
auf dem speziellen Kanal, wenn dieser zugewiesen wurde, umzuwandeln.
Ein solcher Betrieb der Aufwärtsstromanpassungseinrichtung
ist analog dem Betrieb der Anpassungsschicht 54, die in der
Ausführungsform
der 3 gezeigt ist. Das heißt, die Aufwärtsstromanpassungseinrichtung
entfernt die RTP-, UDP- und
IP-Anfangsblöcke.
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Die
Abwärtsstromanpassungsabschnitte 334 jeder
der Anpassungseinrichtungen 328 sind betriebsfähig, um
den Empfang der Multimedia-Information, die in der spektraleffizienten
Form auf einem speziellen Kanal auf einer Kommunikationsverbindung übertragen
wurde, zu detektieren und eine solche Übertragung in Paketdatenform
umzuwandeln, wie das in Bezug auf den Betrieb der Abschnitte der Zugangsnetzwerkinfrastruktur,
die in den 2–3 gezeigt
sind, beschrieben wurde. Die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
ist betriebsfähig,
um die IP-, UDP- und RTP-Anfangsblöcke wieder zu erneuern. Die
Werte der UDP- und IP-Felder ändern
sich während
einer Verbindung nicht, so dass ihre Werte von der Aufwärtsstromanpassungseinrichtung über die
Kommunikationsverbindung (beispielsweise die Funkverbindung) an
die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
nur gesendet werden müssen,
wenn der Detektor einen Aufbau eines logischen Kanals für Echtzeitmedien
detektiert. Die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
speichert dann diese Werte. Für
das RTP-Feld muss die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
fähig sein,
die korrekten aktuellen Zeitstempel und Laufzahlen abzuleiten. Wenn
der spezielle. Kanal so ist, dass die Echtzeitmedien durch die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
in einer vorhersagbaren Weise empfangen werden, das heißt mit einer
konstante Rate, so kann die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
die laufenden Werte des RTP-Zeitstempels und die Laufzahlen einfach dadurch
ableiten, dass sie einen lokalen Takt aufrecht hält, der sich monoton und linear
in der Zeit inkrementiert. Der anfängliche Zeitstempelwert und
die Abtastrate können
durch die Aufwärtsstromanpassungseinrichtung
gesendet werden, wenn der Detektor die Werte von der Überwachung
der Anwendungssignalisierung ableitet. Wenn sich die Abtastrate
nachfolgend ändert,
detektiert das die Aufwärtsstromanpassungseinrichtung
aus der Anwendungssignalisierung und aktualisiert die Abwärtsstromanpassungseinrichtung
mit dem neuen Abtastratenwert.
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Beim
Betrieb der in 8 gezeigten beispielhaften Implementierung
wird Multimedia-Information, die von der Multimediainformationsquelle 312 ausgegeben
wird, dort in Pakete von Daten formatiert und dann auf dem IP-Netzwerk 318 übertragen
und an den Aufwärtsstromanpassungsabschnitt 332 der
Anpassungseinrichtung 328, die mit dem IP-Netzwerk 318 verbunden
ist, geliefert. Der Aufwärtsstromanpassungsabschnitt 332 fordert
die Zuweisung eines speziellen Kanals auf der Kommunikationsverbindung 314–316 an,
und der Abschnitt 332 wandelt die Pakete von Daten in eine
spektraleffiziente Form für eine Übertragung
auf dem speziellen Kanal um. Ein Abwärtsstromanpassungsabschnitt 334 der
Anpassungseinrichtung 329, die mit dem IP-Netzwerk 332 verbunden
ist, formatiert die bei ihm empfangene Multimedia-Information wieder,
um ihre Übertragung durch
das IP-Netzwerk 322 an einen Aufwärtsstromanpassungsabschnitt 332 der
Anpassungseinrichtung 330, die mit dem IP-Netzwerk 322 verbunden ist,
zu ermöglichen.
Ein solcher Aufwärtsstromanpassungsabschnitt
fordert einen speziellen Kanal auf einer nachfolgenden Kommunikationsverbindung 314–316 an
und wandelt die paketierten Daten in eine spektraleffiziente Form
für eine Übertragung darauf
um. Die Anpassungseinrichtung 331, die mit dem IP-Netzwerk 324 verbunden
ist, umfasst einen Abwärtsstromanpassungsabschnitt 334,
der betriebsfähig
ist, um die Information in paketierte Form für eine Übertragung durch das IP-Netzwerk 324 wieder
zurück
zu verwandeln, um danach an die Multimediaquelle 313 geliefert
zu werden.
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Multimedia-Information,
die an der Quelle 313 ausgegeben wird, wird zur Multimediaquelle 312 in
analoger aber umgekehrter Weise übertragen.
Es sollte ferner angemerkt werden, dass eine beliebige Anzahl von
Anpassungseinrichtung-Kommunikationsverbindungs-Ketten
miteinander verknüpft
werden können,
wie das notwendig ist, um Multimediasende- und Multimediaempfangsstationen
miteinander zu verbinden.
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9 zeigt
ein Verfahren, das allgemein bei 412 gezeigt ist, einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren überträgt Multimedia-Information zwischen
einer ersten Kommunikationsstation und einer zweiten Kommunikationsstation eines
Funkkommunikationssystems. Zuerst wird, wie das durch den Block 414 angezeigt
ist, die Multimedia-Information in Paketdatenform der ersten Kommunikationsstation
geliefert. Dann wird, wie das durch den Block 416 gezeigt
ist, Steuerebeneninformation, die mit der Multimedia-Information
verbunden ist, detektiert.
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Dann
wird, wie das durch den Block 418 angezeigt ist, die Zuweisung
eines speziellen Kanals, der auf einer Funkverbindung zwischen der
ersten Kommunikationsstation und der zweiten Kommunikationsstation
definiert ist, angefordert. Dann wird, wie das durch Block 422 gezeigt
ist, die Multimedia-Information in ein Funkverbindungsformat, das für eine Übertragung
auf dem speziellen Kanal geeignet ist, umgewandelt. Und dann wird,
wie das durch den Block 424 gezeigt ist, die Multimedia-Information auf
dem speziellen Kanal zur zweiten Kommunikationsstation übertragen.
Dadurch wird durch den Betrieb einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eine Weise geliefert, durch die Multimedia-Information, die
gemäß einem
Multimediaprotokoll, das ein RTP, wie H.232 verwendet, erzeugt wird,
auf einer Funkverbindung, wie sie beispielsweise in einem zellularen
Kommunikationssystem ausgebildet wird, effizient übertragen
werden kann. Die Multimedia-Information wird in eine Form umgewandelt,
die für
eine Übertragung
auf der Funkverbindung in einer spektraleffizienten Weise geeignet
ist.
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Eine
feste Multimediastation sendet und empfängt Multimedia-Information im Paketdatenformat
gemäß dem H.323
oder einem anderen Protokoll mit ähnlichen Konzepten logischer
Kanäle.
Eine Zugangsnetzwerkinfrastruktur ist vorgesehen, so dass die mobile
Multimediastation Multimedia-Information in einem Format, das an
die Funkverbindung mehr angepasst ist, senden und empfangen kann.
Die Zugangsnetzwerkinfrastruktur kümmert sich um die notwendige
Umwandlung, so dass wenn man dies von einer Einheit betrachtet,
die der mobilen Multimediastation entspricht, die Kombination aus
der mobilen Multimediastation und der Zugangsnetzwerkinfrastruktur
sich wie eine feste Multimediastation verhält. Die verschiedenen Einheiten
auf dem Kommunikationsweg sind die mobile Multimediastationzellulare Infrastruktur,
die die Zugangsnetzwerkinfrastruktur enthält – IP-Netzwerk – feste
Multimediastation. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auch auf den Fall einer Übertragung
von einer mobilen Multimediastation zu einer mobilen Multimediastation,
wobei in diesem Fall die Einheiten auf dem Weg sind: erste mobile
Multimediastation – zellulare
Infrastruktur, die die Zugangsnetzwerkinfrastruktur, die mit der
ersten Station verbunden ist, enthält – IP-Netzwerk – zellulare
Infrastruktur, die die Zugangsnetzwerkinfrastruktur, die mit der
zweiten Station verbunden ist, enthält – zweite mobile Multimediastation.
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10 zeigt
die logischen Schichten der Benutzerebene des Kommunikationssystems 10 einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Figur ist repräsentativ für die logischen Schichten der
Benutzerebene sowohl der integrierten Konfiguration, deren Steuerebene
in 2 gezeigt ist, als auch einer integrierten Konfiguration,
deren Steuerebene in 4 gezeigt ist. Wieder zeigt
die Figur Multimediastationen 12 und 14 und eine
Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34.
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Hier
umfasst die Station 12 eine Echtzeit-Medienschicht 102,
die auf einer RTP-Schicht 104 läuft. Die RTP-Schicht ist unter
anderem betriebsfähig,
um einen Zeitstempel den Datensegmenten hinzuzufügen, die durch die Echtzeit-Medienschicht 102 erzeugt
werden. Der Zeitstempel spezifiziert die Zeit, zu der die zugehörige Echtzeit-Medienabtastung erzeugt
wurde. Der Zeitstempel wird durch das empfangende Ende verwendet,
um eine Verzögerungsfluktuation,
die durch das IP-Datenautobahn-Netzwerk eingefügt wird, zu korrigieren. Die
RTP-Schicht fügt
auch eine Laufzahl jedem Paket hinzu. Die Laufzahl wird durch das
empfangende Ende verwendet, um einen Paketverlust und/oder eine
falsche Sequenz zu detektieren und eine passende korrigierende Aktion
vorzunehmen. Der RTP-Anfangsblock umfasst auch andere Information,
wie die Synchronisationsquelle (SSRC). Alle Pakete, die von einer
SSRC kommen, sind Teil desselben Zeitgebungs- und Laufzahlnummernraumes.
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Die
RTP-Schicht 104 läuft
auf einer UDP-Schicht 106, die betriebsfähig ist,
um auf sie angewandte Datensegmente zu formatieren. Die UDP-Schicht 106 läuft auf
einer IP-Schicht 108. Die IP-Schicht 108 entspricht
der in 2 gezeigten IP-Schicht 52. Die IP-Schicht
läuft auf
der Anpassungsschicht 54, die hier betriebsfähig ist,
um selektiv Kompressionsfunktionen auszuführen. Und die Anpassungsschicht 54 läuft auf
unteren Schichten, die hier wiederum durch die unteren Schichten 66 dargestellt
werden.
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Ein
spezieller Kanal 114, der während des Betriebs einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, verbindet die Station 12 mit der
Zugangsnetzwerkinfrastruktur 34. Wie gezeigt ist, verbindet
der spezielle Kanal die unteren Schichten 66 der Station 12 mit
entsprechenden unteren Schichten 68 der Zugangsnetzwerkinfrastruktur.
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Die
Anpassungsschicht 54 ist hier gezeigt, wie sie ein Filter 472,
einen Anfangsblockkompressor 474 und einen Anfangsblockdekompressor 476 einschließt. Das
Filter 472 ist verbunden, um auf der Leitung 478 jedes
Paket zu empfangen, das durch eine Echtzeitmedienschicht 102 erzeugt
wird, nachdem Anfangsblockinformation durch die Schichten 104, 106 und 108 zu
ihm hinzugefügt
wurde. Während
es nicht getrennt gezeigt ist, werden in einer Implementierung,
in welcher Nicht-Echtzeit-Medien an der Multimediastation 12 ebenfalls
ausgegeben werden, solche Nicht-Echtzeit-Medien auch auf den Schichten 104–108 behandelt,
und Pakete von Nicht-Echtzeit-Medien
werden ebenfalls durch die Leitung 478 an das Filter 472 gegeben.
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Das
Filter 472 ist betriebsfähig, Echtzeit-Medien-Pakete
von Nicht-Echtzeit-Medienpaketen zu trennen, das heißt zu filtern.
Nicht-Echtzeit-Medienpakete werden auf der Leitung 482 erzeugt
und auf die unteren Schichten 66 angewandt. Pakete von Echtzeit-Medien,
von denen das Paket 484 ein Beispiel darstellt, werden
vom Filter auf der Leitung 486 dem Anfangsblockkompressor 474 geliefert.
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Der
Anfangsblockkompressor ist betriebsfähig, um selektiv die RTP-,
UDP- und IP-Felder jedes Pakets von Echtzeitmedien, die darauf angewandt werden,
zu komprimieren. Und der Anfangsblockkompressor erzeugt Pakete von
Echtzeit-Medien, von denen ausgewählte Pakete Anfangsblockfelder in
komprimierter Form enthalten. Das Paket 492, das in der
Figur gezeigt ist, stellt ein Beispiel eines Pakets dar, das durch
den Anfangsblockkompressor auf der Leitung 488 erzeugt
wurde.
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Der
Betrieb des Anfangsblockkomprimierers 474 zieht Vorteil
aus der sich nicht ändernden
Natur der UDP- und IP-Felder der Pakete von Daten, die während einer
einzigen Kommunikationssitzung erzeugt werden. Die UDP- und IP-Feler von
einem ersten Paket der Kommunikationssitzung werden vom Anfangsblockkompressor
gespeichert oder weitergegeben, und die UDP- und IP-Felder nachfolgender Pakete
der Kommunikationssitzung werden beschnitten. Der Anfangsblockkompressor 474 wirkt auch
auf die RTP-Felder des ihm gelieferten Datenpakets. Während die
RTP-Felder der aufeinanderfolgenden Datenpakete, die an den Anfangsblockkompressor
geliefert werden, sich mit jedem Paket ändern, ist das RTP-Feld bloß ein Zeitstempel,
der beispielsweise eine Abtastzeit anzeigt. Das Identifizieren des
Pakets durch eine Laufzahl statt einem RTP-Stempel komprimiert das
RTP-Feld. Wenn die Pakete komprimiert sind, so werden sie an die
unteren Schicht für
eine Übertragung
auf dem Kanal 114 gegeben.
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Wenn
sie an der ANI 34 empfangen werden, werden die komprimierten
Pakete der Echtzeit-Medien, und, sofern vorhanden, nicht komprimierte
Pakete der Nicht-Echtzeit-Medien
an die unteren Schichten 68 und dann an einen Anfangsblockdekompressor 502 geliefert.
Der Anfangsblockdekompressor ist in einer Weise umgekehrt zu der
des Anfangsblockkompressor 474 betriebsfähig. Das
heißt,
komprimierte Anfangsblockfelder jedes ihm gelieferten Pakets werden
dekomprimiert. RTP- und UDP-Felder, die von den auf das erste Datenpaket
folgenden Datenpaketen abgeschnitten wurden, werden an den Paketen
wieder befestigt. Und es wird der RTP-Zeitstempel bestimmt und statt
den Laufzahlen in den aufeinanderfolgenden RTP-Feldern der aufeinanderfolgenden
Datenpakete angebracht. Wenn die Datenpakete dekomprimiert sind,
werden sie an die unteren Schichten 76 der ANI geliefert. 10 zeigt weiter
die Verbindung der ANI 34 mit der Station 14 mittels
der IP-Datenautobahn 78. Und die Multimediastation 14 ist
weiter gezeigt, wie sie untere Schichten 82, eine IP-Schicht 128,
eine UDP-Schicht 126, eine RTP-Schicht 124 und
eine Echtzeit-Medienschicht 122 einschließt.
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Pakete
von Echtzeitmedien, die von der Multimediastation 14 erzeugt
werden, werden analog in umgekehrter Weise erzeugt und an die Multimediastation 12 übertragen.
Die ANI 34 ist hier gezeigt, wie sie weiter ein Filter 504 und
einen Anfangsblockkompressor 506 umfasst, die in ähnlicher
Weise wie das Filter 472 und der Anfangsblockkompressor 474 der Multimediastation 12 betriebsfähig sind.
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Somit
zeigt die in 10 dargestellte Ausführungsform
eine Implementierung auf der Basis einer Anfangsblockkompression.
Jede der Anpassungseinrichtungen hat einen Filter und einen Anfangsblockkompressor
in einer Richtung, und einen Anfangsblockdekompressor in der anderen
Richtung. Der Anfangsblockkompressor komprimiert die IP/UDP/RTP-Anfangsblöcke in einen
kleineren Anfangsblock, während
der Dekompressor eine Dekomprimierung ausführt, um die vollen Anfangsblöcke wieder
zu erzeugen. Das Filter leitet nur solche Pakete, die dem logischen
Echtzeitkanal entsprechen, der durch den Detektor detektiert wird,
an den Kompressor. Die anderen Pakete werden nicht an den Kompressor
gesendet. Es gibt ein Filter für
jeden Kompressor. Mit der Filterung wird der Kompressor keine nicht
erfolgreiche Kompression von UDP-Paketen, die nicht komprimierbar
sind, versuchen müssen.
Somit arbeitet der Kompressor effizienter. Sowohl die MS- als auch
die ANI-Filter stützen
sich auf Information, die vom Detektor geliefert wird, um die Filterung
durchzuführen.
Eine solche Information ist beispielsweise die IP-Adresse und die
UDP-Anschlussnummer.
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Im
Kontrast zu den Ausführungsformen
der 2–3 und 4–5,
in welchen die Anfangsblockfelder der Pakete der Daten abgespeckt werden,
werden in den Ausführungsformen
der 3 und 10 und 4 und 10 die
Anfangsblockfelder komprimiert.
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Die
vorherigen Beschreibungen stellen bevorzugte Beispiele für das Implementieren
der Erfindung dar, und der Umfang der Erfindung sollte nicht notwendigerweise
durch diese Beschreibung beschränkt
werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden
Ansprüche
definiert.