DE60215967T2

DE60215967T2 - Kommunikationsgerät, transkodereinheit und verfahren zur verarbeitung von rahmen die einer vielzahl von drahtlosen protokollen zugeordnet sind

Info

Publication number: DE60215967T2
Application number: DE60215967T
Authority: DE
Inventors: Philip C. Chicago BLUM; W. Michael Crystal Lake BYCHOWSKY; III Esteban Albuquerque YEPEZ
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: EP1442620B1; WO2003037013A1; US20030083102A1; US7155255B2; BR0213020A; DE60215967D1; EP1442620A1; CN1575612A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf ein Transcodieren einer Vielzahl von drahtlosen Protokollen.
Hintergrund der Erfindung
Transcoder sind ein wesentlicher Bestandteil der heutigen drahtlosen digitalen Kommunikationssysteme. Sie werden verwendet, um zwischen Pulscodemodulation (PCM) und den verschiedenen Stimmencodierungs-Protokollen (oder Stimmenent schlüsselungsprotokollen zu konvertieren (oder zu transcodieren), die zum transportieren von Stimmeninformationen über die Luft verwendet werden. Heute werden Transcoder, solch einer wie Motorolas "iDEN"-Transcoder, zum Transcodieren der bestimmten Luft-Schnittstelle eines Ziel-Kommunikationssystems erstellt und optimiert. Zum Beispiel wird der "iDEN"-Transcoder von Motorola zum Transcodieren der "iDEN"-Luft-Schnittstelle in einem "iDEN"-Kommunikationssystem optimiert. Jedoch verlangt der Markt nun noch vollständigere und integriertere Kommunikationslösungen, solche wie Systeme, die verschiedene Luft-Schnittstellen-Protokolle integrieren. Das Transcodieren, das für ein bestimmtes Protokoll optimiert ist, ist daher weniger wünschenswert. Daher werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transcodieren unter mehreren drahtlosen Protokollen benötigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Kommunikationssystems in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Transcoder-Rahmens in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein logisches Flussdiagramm von Schritten, die durch einen Transcoder in Überseinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Betreffend dem Bedarf an einer Vorrichtung und an einem Verfahren zum Transcodieren unter mehreren drahtlosen Protokollen stellt die vorliegende Erfindung ein Rahmenkonzept für noch allgemeineres Transcodieren zur Verfügung. Eine Stimmenverarbeitungsressource von einem Transcoder empfängt die dynamischen Transcodierattribute für einen Rahmen und transcodiert dann diesen Rahmen gemäß den Erfordernissen der Transcodierattribute. Diese dynamischen Attribute können Informationen enthalten, solche wie das involvierte drahtlose Protokoll, die Rahmenart, die Quellenart, die Sequenzzahl, die Übergabezeitsteuerungserfordernisse und den Übergabemodus der folgenden Rahmen.
Die vorliegende Erfindung kann noch verständlicher unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 verstanden werden. 1 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Kommunikationssystems 100 in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise weist das Kommunikationssystem 100 ein bekanntes "iDEN"-Subsystem und ein bekanntes GSM-Subsystem auf, wovon jedes wie untenstehend beschrieben modifiziert ist, um die vorliegende Erfindung umzusetzen, und andererseits integriert ist, um systemweite Kommunikationsdienste über beiden drahtlosen Standards zur Verfügung zu stellen. Obwohl ein "iDEN"- und ein GSM-Subsystem in 1 gezeigt sind, sind sie lediglich als ein Beispiel von Systemen gezeigt, die integriert werden können. Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die bestimmten Arten oder Anzahl von sich unterscheidenden System begrenzt, die integriert wer den. Zum Bespiel wäre die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf ein integriertes System anwendbar, das ein "iDEN"-Subsystem, ein TETRA-Subsystem, ein GSM-Subsystem und ein "HARMONY"-Subsystem umfasst. (Es sei angemerkt, dass drahtlose "iDEN"-, TETRA-, GSM- und "HARMONY"-Kommunikationseinrichtungen von Motorola, Inc. in Schaumburg, Illinois erhältlich sind.)
Das System 100 umfasst eine Festnetzeinrichtung und mobile Kommunikationseinheiten. Die Festnetzeinrichtung oder Kommunikationsinfrastruktur umfasst einen Transcoder 101 und Basisanlagen 115 und 116, die vorzugsweise mit anderen Basisanlagen, Controllern, Transcodern und Switches vernetzt sind, wovon alle ein Teil von Infrastrukturnetzwerken 110 und 111 und dem Fachmann alle wohl bekannt sind. Der Einfachheit halber sind lediglich Transcoder 101 und die Basisanlagen 115 und 116 in 1 gezeigt.
Der Einfachheit halber sind ebenso lediglich zwei Kommunikationseinheiten, die tausende sein könnten, in 1 gezeigt. Die Kommunikationseinheiten 125 und 126 weisen vorzugsweise jeweils drahtlose Fernsprechgeräte auf, die Kommunikationen jeweils von den Basisanlagen 115 und 116 über jeweils ein drahtloses "iDEN"-Protokoll 119 und ein drahtloses GSM-Protokoll 120 übertragen und empfangen. Jede der Kommunikationseinheiten 125 und 126 umfasst vorzugsweise einen gemeinsamen Satz von Elementen, einen Transmitter, einen Empfänger und einen Prozessor, der eine oder mehrere Speichervorrichtungen und Verarbeitungsvorrichtungen (zum Beispiel Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, etc.) umfasst. Jedes dieser Elemente ist im Stand der Technik wohl bekannt, wie es die Kommunikationseinheiten im Allgemeinen sind.
Der Transcoder 101 umfasst vorzugsweise zahlreiche Stimmenverarbeitungsressourcen, zum Beispiel die Stimmenverarbeitungsressourcen 105 bis 107. Jede Stimmenverarbeitungsressource umfasst ein oder mehrere Speichervorrichtungen und Verarbeitungsvorrichtungen (zum Beispiel Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, etc.). In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt der Transcoder 101 unter der Steuerung von Software-/Firmware-Algorithmen, die in den Speichervorrichtungen des Transcoders 101 gespeichert sind, jene Aufgaben, die für den wohlbekannten Trancoder-Betrieb erforderlich sind, und zusätzlich das Verfahren aus, das im Hinblick auf 3 beschrieben ist.
Der Betrieb des bevorzugten Kommunikationssystems 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erfolgt im Wesentlichen folgendermaßen. Es wird vorausgesetzt, dass der Benutzer der Kommunikationseinheit 125 einen Anruf zu dem Benutzer der Einheit 126 initiiert. Da die Einheit 125 mit der Basisanlage 115 über das drahtlose "iDEN"-Protokoll 119 kommuniziert und die Einheit 126 mit der Basisanlage 116 über das drahtlose GSM-Protokoll 120 kommuniziert, muss der Transcoder 101 "iDEN"-stimmenentschlüsselte Stimmenrahmen in GSM-stimmenentschlüsselte Stimmenrahmen für die Übertragung zu der Einheit 126 über die Basisanlage 116 transcodieren. Vorzugsweise weist der Transcoder 101 Stimmenverarbeitungsressourcen, solche wie die Ressourcen 105 und 106, um das Transcodieren für den Anruf zu handhaben, die Ressource 105, um die Stimme, die per drahtlosen "iDEN"-Protokoll codiert ist, in Stimmen, die per drahtlosem GSM-Protokoll codiert ist, zu transcodieren, und die Res source 106 an, die GSM-Stimmen zu "iDEN"-Stimmen zu transcodieren.
Die Basisanlage 115 empfängt drahtlose Informationen für den Anruf von der Einheit 125 über das drahtlose "iDEN"-Protokoll 119. Die Basisanlage 115 erzeugt dann einen Rahmen, der dem drahtlosen "iDEN"-Protokoll zugeordnet ist, enthaltend zumindest einen Abschnitt der drahtlosen Informationen, und sendet den Rahmen zu der Stimmverarbeitungsressource 105. Zum besseren Verständnis des Rahmens, der durch die Basisanlage 115 erzeugt wird, wird nun 2 diskutiert, bevor zu der Diskussion des Betriebs des Systems 100 zurückgekehrt wird.
2 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines solchen bevorzugten Transcoder-Rahems. Der Rahmen 200 enthält einen Rahmen-Header 201 und einen Rahmen-Payload 210. Der Payload 210 umfasst codierte Stimmeninformationen von der Einheit 125, während der Header 201 eine Anzeige des dem Rahmen zugeordneten drahtlosen Protokolls (drahtlose Protokollart 202), die Quellenart des Rahmens (Quellenart 203), die Art des Rahmen (Rahmenart 204), die Sequenzzahl des Rahmens (Rahmensequenzzahl 205), den Übergabemodus für zukünftige Rahmen (Rahmenübergabemodus 206) und die Übergabezeitsteuerungserfordernisse des Rahmens (Übergabezeitsteuerungserfordernisse 207) enthält.
Obwohl der bevorzugte Rahmen 200 die drahtlose Protokollart 202 enthält, kann ein alternativer Rahmen anstelle eine Systemart und einer Anrufart enthalten, von welchen das drahtlose Protokoll, das dem Rahmen zugeordnet ist, bestimmt werden kann. Systemarten können "iDEN", TETRA, GSM, CDMA, "DIMETRA", und "HARMONY" umfassen, während Anrufarten die Zwischenverbindung und die Verteilung beziehungsweise den Dispatch umfassen können. Ein Transcoder in einem System, das "iDEN"-Anrufe unterstützt, könnte zum Beispiel aus einem alternativen Rahmen bestimmen, der "iDEN" als die Systemart spezifiziert, ob eine "iDEN" 3:1 oder Neu 6:1 Stimmencodierung das zugeordnete drahtlose Protokoll war, basierend darauf, ob die Anrufart jeweils eine Zwischenverbindung oder einen Dispatch anzeigt.
Die Quellenart 203 zeigt vorzugsweise an, ob die Quelle des Rahmens eine asynchrone Basisanlage, ein Teilnehmer (das heißt eine mobile drahtlose Kommunikationseinheit), ein asynchroner Transcoder oder ein synchroner Transcoder ist. Die Rahmenart 204 zeigt vorzugsweise die Art von jedem Paket in dem Payload 210 an. Zusätzlich zu Audio oder codierten Stimmenpaketen kann der Payload 210 ebenso Steuerpakete, Fehlerkorrekturpakete, Debug- beziehungsweise Fehlersuch-Pakete, TTY-Baudo-Pakete, Schlüsselgrößenpakete, Schlüsselartpakete, Ladepakete, Zeitsteuerungspakete, Sequenz-/Ordnungspakete oder Prioritätspakete enthalten. Alternativ kann anstelle des Anzeigens der Art von jedem Paket in dem Payload 210 die Rahmenart 204 einfach die Anzahl von Paketen im Payload 210 anzeigen. Der Übergabemodus 206 zeigt vorzugsweise Informationen, solche wie eine Rahmenübergabefrequenz, eine Rahmenübergaberate, ein Intervall zwischen Rahmenübergaben oder ein Muster von Rahmenübergaben für folgende Rahmen an. Die Rahmensequenzzahl 205 und die Übergabezeitsteuerungserfordernisse 207 ermöglichen die Rekonstruktionen der Zeitsteuerung, die durch die Quelle erzeugt wird (so dass Audio angrenzend abgespielt werden kann). Zusätzlich kann die Sequenzzahl 205 verwendet werden, um eine Paketverlustrate zu schätzen. Schließlich zeigen die Übergabezeitsteuerungserfordernisse 207 vorzugswei se einen Zeitstempel an, der von einer Taktgeber hergeleitet wird, der monoton und linear zeitlich inkrementiert, um Synchronisations- und Fluktuationsberechnungen zu ermöglichen. Die bestimmte Taktgeberfrequenz und Auflösung kann von dem bestimmten Protokoll, der Quelle und Rahmenarten abhängen.
Nachdem der Rahmen, der durch die Basisanlage 115 erzeugt wird, im Detail diskutiert wurde, wird nun die Diskussion des Betriebs des Systems 100 unter Bezugnahme auf 1 wieder aufgenommen. Die Stimmverarbeitungsressource 105 empfängt vorzugsweise den Rahmen mit dessen eingebetteten Anzeigen des zugeordneten drahtlosen Protokolls, der Quellenart, der Rahmenart, der Rahmensequenzzahl, des Rahmenübergabemodus und der Übergabezeitsteuerungserfordernisse. Die Ressource 105 verarbeitet dann den Payload-Abschnitt des Rahmens basierend auf den Headerinformationen. Zum Beispiel konfiguriert die Stimmenverarbeitungsressource 105 vorzugsweise sich selbst, um den Rahmen-Payload gemäß dem angezeigten drahtlosen Protokoll zu transcodieren. Diese Verarbeitung beläuft sich im Wesentlichen auf das Auswählen der geeigneten Software und dem Herstellen der Eingangsparameter für die Software.
Stand-der-Technik-Transcoder bestimmen nicht basierend auf Rahmen-Header-Informationen, welches drahtlose Protokoll zu transcodieren ist, sondern sie sind eher vorkonfiguriert, um ein einziges drahtloses Protokoll zu transcodieren. Gleichermaßen, in Hinblick auf die anderen Header-Informationen, rekonfigurieren Stand der Technik Transcoder nicht ihre Transcodierung basierend auf den Header-Informationen in ihren empfangen Rahmen, sondern sind eben so für Transcodierungsaufgaben bestimmt oder vorkonfiguriert, die ihre Systeme erfordern.
Daher werden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die dynamischen Informationen, die für das Transcodieren in heutigen Kommunikationssystemen erforderlich sind, innerhalb jedes Transcoderrahmens gesendet. Dies ermöglicht, dass die Transcodierungsfunktion auf einer Call-by-Call- beziehungsweise Anruf-für-Anruf-Basis oder selbst auf einer Frame-by-Frame beziehungsweise Rahmen-für-Rahmen-Basis modifiziert wird. Darüber hinaus ermöglicht diese Generalisierung der Transcodierungsfunktion eine vereinfachte Integration zumindest in dem Transcodierungsgebiet von Systemen, die unterschiedliche drahtlose Protokolle verwenden.
Diese generalisierte Transcodierung wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch das Szenario veranschaulicht, bei dem der erste Anruf endet und ein anderer Anruf, diesmal von der GSM-Einheit 126, beginnt. Die Stimmenverarbeitungsressource 105 kann erneut dem neuen Anruf zugewiesen werden und in diesem Fall kann sie beginnen, Transcoder-Rahmen, die dem GSM-Protokoll zugeordnet sind, zu empfangen. Daher transcodiert die Ressource 105, welche zuvor "iDEN"-Rahmen transcodiert hat, nun GSM-Rahmen, die durch die Basisanlage 116 in Übereinstimmung mit den Transcodierungsparametern, die in jedem der Rahmen spezifiziert sind, erzeugt werden. Wenn das System 100 ein TETRA-Subsystem zusätzlich zu dem "iDEN"- und GSM-Subsystemen hätte, könnte die Stimmenverarbeitungsressource 105 später Rahmen empfangen, die dem TETRA-Protokoll zugeordnet sind. Die Ressource 105 würde dann TETRA-Rahmen gemäß den dynamischen Header-Informationen in jedem Rahmen transcodieren. Deshalb stellt die vorliegende Erfindung eine "Multi-Protokoll"-Transcodierung unter Verwendung der gleichen Transcoder-Vorrichtung zur Verfügung.
3 ist ein logisches Flussdiagramm von Schritten, die durch einen Transcoder in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Der logische Fluss 300 beginnt (302), wenn der Transcoder einen Transcoder-Rahmen empfängt (304). Wie vorstehend diskutiert, bestimmt der Transcoder dann von dem Rahmen-Header die Transcodierungsattribute (306), die auf diesen Rahmen angewendet werden, und verarbeitet (das heißt transcodiert) den Payload des Rahmens gemäß den bestimmten Attributen (308). Der Transcoder wiederholt diese Schritte vorzugsweise für anschließend empfangene Rahmen.
Während die vorliegende Erfindung im Speziellen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen der Ausbildung und der Details vorgenommen werden können, ohne das Wesen und den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung, obwohl die dynamischen Transcodierungsattribute vorzugsweise durch die Stimmenverarbeitungsressourcen in den Rahmen-Headern empfangen werden, nicht auf diese Umsetzung begrenzt. Einige oder alle der Attribute können als ein Teil von anderen Steuerinformationen, die nicht als Rahmen-Header-Informationen betrachtet werden, empfangen werden.

Claims

Verfahren für eine Stimmenverarbeitungsressource, um Rahmen zu verarbeiten, die einer Mehrzahl von drahtlosen Protokollen zugeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, eines ersten Rahmens, der einem ersten drahtlosen Protokoll zugeordnet ist; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, einer Rahmenart des ersten Rahmens; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, von Übergabezeitsteuerungserfordernissen des ersten Rahmens; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, einer Quellenart des ersten Rahmens; und Verarbeiten, durch die Stimmenverarbeitungsressource, des ersten Rahmens basierend auf dem ersten drahtlosen Protokoll, der Rahmenart, den Übergabezeitsteuerungserfordernissen und der Quellenart.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die Schritte aufweist: Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Bassanlage, eines zweiten Rahmens, der einem zweiten drahtlosen Protokoll zugeordnet ist, wobei sich das zweite drahtlose Protokoll von dem ersten drahtlosen Protokoll unterscheidet; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, einer Rahmenart des zweiten Rahmens; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, von Übergabezeitsteuerungserfordernissen des zweiten Rahmens; Empfangen, durch die Stimmenverarbeitungsressource von einer Basisanlage, einer Quellenart des zweiten Rahmens; und Verarbeiten, durch die Stimmenverarbeitungsressource, des zweiten Rahmens basierend auf dem zweiten drahtlosen Protokoll, der Rahmenart des zweiten Rahmens, den Übergabezeitsteuerungserfordernissen des zweiten Rahmens und der Quellenart des zweiten Rahmens.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Rahmen einen Rahmen-Header und einen Rahmen-Payload aufweist, wobei der Rahmen-Header des ersten Rahmens eine drahtlose Protokollart des ersten Rahmens, die Rahmenart des ersten Rahmens, die Übergabezeitsteuerungserfordernisse des ersten Rahmens und die Quellenart des ersten Rahmens aufweist, wobei der zweite Rahmen einen Rahmen-Header und einen Rahmen-Payload aufweist, wobei der Rahmen-Header des zweiten Rahmens eine drahtlose Protokollart des zweiten Rahmens, die Rahmenart des zweiten Rahmens, die Übergabezeitsteuerungserfordernisse des zweiten Rahmens und die Quellenart des zweiten Rahmens aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Rahmen einen Rahmen-Header und einen Rahmen-Payload aufweist und wobei der Rahmen-Header eine drahtlose Protokollart, die Rahmenart, die Übergabezeitsteuerungserfordernisse und die Quellenart aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin die Schritte des Bestimmens, aus dem Rahmen-Header des ersten Rahmens, einer Anzeige einer Ordnung für den ersten Rahmen aufweist, wobei der Schritt des Verarbeitens des ersten Rahmens den Schritt des Verarbeitens des Rahmen-Payload des ersten Rahmens basierend auf der Anzeige der Ordnung für den ersten Rahmen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin den Schritt des Bestimmens, aus dem Rahmen-Header des ersten Rahmens, eines Rahmenübergabemodus für zukünftige Rahmen aufweist, wobei der Schritt des Verarbeitens des ersten Rahmens den Schritt des Verarbeitens des Rahmen-Payload des ersten Rahmens basierend auf dem Rahmenübergabemodus für zukünftige Rahmen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Rahmenübergabemodus für zukünftige Rahmen Informationen aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Rahmenübergabefrequenz, einer Rahmenübergaberate, einem Intervall zwischen Rahmenübergaben und einem Muster von Rahmenübergaben besteht.
Transcoder-Vorrichtung, aufweisend: zumindest eine Stimmenverarbeitungsressource, die dazu im Stande ist, einen ersten Rahmen, der einem ersten drahtlosen Protokoll zugeordnet ist, eine Rahmenart des ersten Rahmens, Übergabezeitsteuerungserfordernisse des ersten Rahmens und eine Quellenart des ersten Rahmens zu empfangen, und die dazu im Stande ist, den ersten Rahmen basierend auf dem ersten drahtlosen Protokoll, der Rahmenart, den Übergabezeitsteuerungserfordernissen und der Quellenart zu verarbeiten.
Kommunikationseinrichtung, aufweisend: eine erste Basisanlage, die dazu im Stande ist, drahtlose Informationen über ein erstes drahtloses Protokoll zu empfangen, die dazu im Stande ist, einen ersten Rahmen zu erzeugen, der dem ersten drahtlosen Protokoll zugeordnet ist, enthaltend zumindest einen Abschnitt der drahtlosen Information, und die dazu im Stande ist, einer Stimmenverarbeitungsressource den ersten Rahmen, eine Rahmenart des ersten Rahmens, Übergabezeitsteuerungserfordernisse des ersten Rahmens und eine Quellenart des ersten Rahmens zu senden.
Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 9, die weiterhin aufweist: eine zweite Basisanlage, die dazu im Stande ist, drahtlose Informationen über ein zweites drahtloses Protokoll zu empfangen, das sich von dem ersten drahtlosen Protokoll unterscheidet, die dazu im Stande ist, einen zweiten Rahmen zu erzeugen, der dem zweiten drahtlosen Protokoll zugeordnet ist, enthaltend zumindest einen Abschnitt der drahtlosen Informationen, und die dazu im Stande ist, der Stimmenverarbeitungsressource den zweiten Rahmen, eine Rahmenart des zweiten Rahmens, die Übergabezeitsteuerungserfordernisse des zweiten Rahmens und eine Quellenart des zweiten Rahmens zu senden.