FI106510B - Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä - Google Patents

Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä Download PDF

Info

Publication number
FI106510B
FI106510B FI973933A FI973933A FI106510B FI 106510 B FI106510 B FI 106510B FI 973933 A FI973933 A FI 973933A FI 973933 A FI973933 A FI 973933A FI 106510 B FI106510 B FI 106510B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
network
speech
mobile
gateway
data packets
Prior art date
Application number
FI973933A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI973933A (fi
FI973933A0 (fi
Inventor
Johan Haeggstroem
Original Assignee
Nokia Networks Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Networks Oy filed Critical Nokia Networks Oy
Publication of FI973933A0 publication Critical patent/FI973933A0/fi
Priority to FI973933A priority Critical patent/FI106510B/fi
Priority to AT98947578T priority patent/ATE313189T1/de
Priority to JP52108599A priority patent/JP3650800B2/ja
Priority to PCT/FI1998/000789 priority patent/WO1999020021A2/en
Priority to ES98947578T priority patent/ES2255183T3/es
Priority to CA002274154A priority patent/CA2274154C/en
Priority to AU94439/98A priority patent/AU747368B2/en
Priority to EP05019160A priority patent/EP1608115B1/en
Priority to DE69832788T priority patent/DE69832788T2/de
Priority to AT05019160T priority patent/ATE389281T1/de
Priority to EP98947578A priority patent/EP0983668B1/en
Priority to DE69839252T priority patent/DE69839252D1/de
Priority to CN98801510.2A priority patent/CN1118166C/zh
Publication of FI973933A publication Critical patent/FI973933A/fi
Priority to US09/327,670 priority patent/US6167040A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI106510B publication Critical patent/FI106510B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/60—Network streaming of media packets
    • H04L65/70—Media network packetisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M7/00—Arrangements for interconnection between switching centres
    • H04M7/12—Arrangements for interconnection between switching centres for working between exchanges having different types of switching equipment, e.g. power-driven and step by step or decimal and non-decimal
    • H04M7/1205—Arrangements for interconnection between switching centres for working between exchanges having different types of switching equipment, e.g. power-driven and step by step or decimal and non-decimal where the types of switching equipement comprises PSTN/ISDN equipment and switching equipment of networks other than PSTN/ISDN, e.g. Internet Protocol networks
    • H04M7/1225—Details of core network interconnection arrangements
    • H04M7/1235—Details of core network interconnection arrangements where one of the core networks is a wireless network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices
    • H04W88/181—Transcoding devices; Rate adaptation devices
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/173—Transcoding, i.e. converting between two coded representations avoiding cascaded coding-decoding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • H04L2012/6481—Speech, voice
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/02—Inter-networking arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Machine Translation (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

1 106510 Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä
Keksinnön ala 5 Tämän keksinnön kohteena on puheen siirto kahden päätelaitteen välillä, joista toinen on matkaviestinverkon päätelaite ja toinen on päätelaite, jolla on pääsy internet-verkkoon.
Tekniikan tausta 10 Digitaalisessa puhelinjärjestelmässä puhesignaalin puhekoodauk- sessa käsitellään digitalisoitua puhetta esim. kehyksittäin noin 20 ms pituisissa ajanjaksoissa erilaisia menetelmiä käyttäen niin, että tuloksena on puhetta kuvaava parametrijoukko kehystä kohden. Tämä informaatio eli parametrijoukko kanavakoodataan ja lähetetään siirtotielle.
15 Kuvio 1 esittää pelkistettynä GSM-verkkoa transmission kannalta.
Verkkoalijärjestelmä NSS (Network Subsystem) käsittää matkapuhelinkeskuksen MSC (Mobile Switching Centre) 15, jonka järjestelmä-rajapinnan kautta matkapuhelinverkko kytkeytyy muihin verkkoihin kuten yleiseen puhelinverkkoon PSTN (Public Switched Telephone Network). Verkkosovituksen IWF
20 (Network Interworking Functions) 16 tehtävä on sovittaa GSM-verkko näihin V. muihin verkkoihin. Verkkoalijärjestelmä NSS liittyy A-rajapinnan kautta tuki- ; v, asemajärjestelmään BSS (Base Station Subsystem), joka käsittää tukiasema- ohjaimia BSC (Base Station Controller) 14, jotka kukin ohjaavat niihin liitettyjä I I « , tukiasemia BTS (Base Transceiver Station) 13. Tukiasemaohjaimen ja siihen *' 25 liitettyjen tukiasemien välinen rajapinta on A bis -rajapinta. Tukiasemat puo- » » • ” lestaan ovat radioyhteydessä matkaviestimiin radiorajapinnan kautta.
• · » : Puheen koodaus tehdään radiorajapinnan molemmilla puolilla ts.
matkaviestimessä ja verkossa. Verkon puolella olevaa puhekooderia nimite- tään transkooderiksi ja se on osa transkooderi- ja nopeudensovitusyksikköä - 30 TRAU (Transcoder and Rate Adaptation Unit). Tämä yksikkö on osa tuki- ♦ asemajärjestelmää BSS ja voi sijaita tukiaseman ohjaimen 14 yhteydessä ku--’***. ten kuviossa 1 tai matkapuhelinkeskuksen yhteydessä. Transkooderit muunta vat puheen digitaalista formaatista toiseen, esim. muuntavat A-rajapinnan yli keskuksesta tulevaa 64 kbit/s A-law PCM:ää tukiasemajohdolle vietäväksi 13 « « 2 106510 kbit/s täyden nopeuden FR (Full Rate) koodatuksi puheeksi ja päinvastoin. Jos kyseessä on datasiirto, ne suorittavat lisäksi nopeuden sovituksen.
Verkon puolella olevan transkooderiyksikön täytyy saada tietoa radiorajapinnasta tehokasta dekoodausta varten. Tätä varten käytetään erityistä 5 in-band -merkinantoa samalla tukiaseman ja transkooderiyksikön välisellä kanavalla, jolla siirretään puhetta tai dataa.
FR puhekooderin sisääntulo on joko verkon puolelta tulevaa 13 bittistä PCM-signaalia tai matkaviestimen audio-osasta tulevaa A/D-muunnettua 13 bittistä PCM:ää. Kooderin lähdöstä saatava puhekehys, ns. TRAU-kehys, 10 on kestoltaan 20 ms ja käsittää 260 bittiä, jotka on muodostettu koodaamalla 160 kpl PCM-koodattua puhenäytettä. Lisäksi TRAU-kehyksessä on kehys-synkronointiin, puheen ja datan indikoimiseen, ajoitukseen ja muuhun informaatioon käytettävissä 60 bittiä, joten TRAU-kehyksen kokonaispituus on 320 bittiä. Puolen nopeuden HF (Half Rate) puhekooderin tuottama kehys käsittää 15 112 bittiä, joka vastaa 5,6 kbit/s bittivirtaa. Parannetun täyden nopeuden puhe kooderin EFR (Enhanced Full Rate) tuottama kehys käsittää 244 bittiä, mikä vastaa 12,2 kbit/s bittivirtaa.
Kuviossa 1 on kuvattuna GSMissä käytetyt siirtonopeudet kanavaa kohti. Matkaviestin lähettää puhe- tai data-informaatiota radiorajapinnan yli ra-20 diokanavalla liikennekehyksinä. Tukiasema 13 vastaanottaa informaation ja siirtää sen TRAU-kehykseen PCM-johdon aliaikaväliin. Täyden nopeuden yh- v. teys käyttää 16 kbit/s TRAU-kehystä ja puolen nopeuden yhteys 8 kbit/s TRAU-kehystä. Samaan PCM-johdon 64 kbit/s aikaväliin saadaan näin 4 tai 8 liikennekanavaa. Tukiaseman ohjaimessa 14 transkooderi/nopeudensovitusyk-· 25 sikkö TRAU konvertoi TRAU-kehyksen sisältämän digitaali-informaation no- • · peudelle 64 kbit/s ja tällä nopeudella data siirretään matkapuhelinkeskukseen, v : jonka jälkeen mahdollisesti tarvittavan moduloinnin ja nopeudenmuunnoksen jälkeen informaatio siirretään johonkin muuhun verkkoon.
Edellä kuvatussa järjestelyssä tapahtuu kahden matkaviestimen 30 välisessä puhelussa kaksinkertainen puheenkoodaus verkossa: ensimmäi- « y.. sestä matkapuhelimesta tuleva TRAU-kehyksissä siirretty matkaviestimen ****. puhekooderissa koodattu puhe dekoodataan TRAU-yksikössä, puhe etenee tämän jälkeen PCM-puheena matkapuhelinkeskukseen ja sieltä edelleen esim. saman keskusalueen toisella sijaintialueella olevalle TRAU-yksikölle, ·:··: 35 joka koodaa puheen TRAU-kehyksiin. Tätä kaksinkertaista koodausta nimi- 3 106510 tetään tandem-koodaukseksi. Mikäli matkaviestimet käyttävät samaa puhe-koodekkia on niiden välillä suoritettava tandem-koodaus sinänsä tarpeeton ja heikentää puheen laatua. Siksi on tandem-koodauksen estämiseksi ehdotettu erilaisia menetelmiä. Useimmille niistä on yhteistä se, että tandem-5 koodaus estetään lähettämällä koodatut puheparametrit PCM-aikavälin yhden tai useamman vähiten merkitsevän bitin muodostamassa alikanavassa ja loput bitit käytetään PCM-näytteiden eniten merkitsevien bittien lähettämiseen. Jos toisessa päässä oleva TRAU-yksikkö havaitsee, että alikanavalla on TRAU-kehyksiä, se ei tee niille koodausta vaan siirtää ne sellaisenaan 10 eteenpäin, joten parametrit dekoodataan vasta matkaviestimessä puheeksi. Jos transkooderi ei kykene tunnistamaan alikanavaa, se koodaa PCM-näytteet normaaliin tapaan puheparametreiksi. Menetelmät eroavat toisistaan lähinnä sen suhteen, miten transkooderit tietävät olla enkoodamatta alikanavalla siirrettyjä näytteitä. Tieto voidaan välittää transkoodereiden väli-15 sessä kättelyssä (hand shaking), tarkkailemalla alikanavan signalointikuvioita tai matkapuhelinkeskus ilmoittaa asian transkoodereille.
Nykyiset matkapuhelinverkot mahdollistavat puheen siirron kahden osapuolen välillä, joista kumpikin voi olla matkapuhelinverkon tilaaja puhelun kulkiessa saman matkapuhelinverkon sisällä tai piirikytkentäisen 20 PSTN/ISDN-verkon kautta matkapuhelinverkosta toiseen. Toinen tilaaja voi olla myös piirikytkentäisen PSTN/ISDN-verkon tilaaja. Kaikissa tapauksissa yhteys on aina piirikytkentäinen ja se on varattu näiden kahden osapuolen käyttöön koko tiedonsiirron ajan.
Matkapuhelinverkko on alunperin suunniteltu tehokkaaseen pu- • · 25 heen siirtoon ja nykyisissä verkoissa ovatkin datasiirtonopeudet melko pie- : *·’ niä. Tätä tilannetta parantaa pakettidatan siirtämiseen tarkoitettu virtuaalipii- • · »
: rejä käyttävä GPRS järjestelmä (General Packet Radio Service), jota ETSI
(European Telecommunications Standards Institute) parhaillaan spesifioi. GPRS-palveluiden tarkoitus on operoida riippumatta nykyisistä piirikytkentäi-, :*·*: 30 sistä palveluista sekä erityisesti hyödyntää piirikytkentäisen liikenteen käyt- tämättömät resurssit.
• ♦ . Edellä esitetyn perusteella on havaittavissa se nykyisille matkapu helinverkoille tunnusomainen asia, että matkaviestinverkosta ulos menevät puhepuheluja kulkevat aina yleiseen puhelinverkkoon PSTN.
« • · 4 106510
Viime aikoina on yleistynyt internet-verkon käyttö puheen siirtämiseen. Pakettimuodossa dataverkon yli puhetta siirtävässä puhelinliikenteessä käytetään päätelaitteena esim. multimediaominaisuuksilla varustettua tietoliikenneverkkoon kytkettyä tietokonetta. Yhteys puhelun toiseen osa-5 puoleen muodostetaan internet-verkon kautta. Puhelun hallintaoperaatiot kuten puhelun muodostus ja purku suoritetaan ohjelmallisesti tietokoneessa. Puhelua ohjataan CTI-ohjelmalla (CTI= Computer Telephony Integration), joka lukee äänikortilta lähtevän puheen ja muuntaa sen tietoliikenneverkossa kuljetettavaksi sopivaan muotoon. Tulevan puheen ohjelma lukee tietoliiken-10 neverkosta vastaanotettavasta signaalista ja ohjaa äänikortin toistamaan puheen kaiuttimista. Ohjelma ylläpitää myös tietoa puhelun tilasta, kuten onko päätelaite passiivisessa (on-hook) vai aktiivisessa (off-hook) puhelutilassa, onko puhelu käynnissä, onko tulossa puhelu, onko valinta käynnissä, jne. ja muodostaa tietoliikenneverkon kautta yhteyden puhelun toiseen tai toisiin 15 osanottajiin. Puhelun etuna on halpa hinta mutta haittana on etenkin siirtovii-veiden aiheuttama huono puhelun laatu.
Ongelmana internet-verkon ja matkapuhelinverkon puheluissa on verkkojen erillisyys. Matkaviestinverkon puhepalvelua käyttäen ei matkaviestintilaaja voi ottaa puheyhteyttä internet-pakettiverkkoon liitettyyn päätelait-20 teeseen eikä päätelaite matkaviestimeen.
Tämän keksinnön tavoitteena on järjestelmä, joka tekee mahdolliseksi edellä kuvatut puhepuhelut dataverkkoon, erityisesti internet-verkkoon kytketyn puhelimen ja matkaviestimen välillä.
Esitetylle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu itse-* 25 näisessä patenttivaatimuksessa.
» · • * · • · · v * Keksinnön lyhyt yhteenveto
Keksinnön mukaisessa järjestelyssä on dataverkkoon kytketyssä j **· puhelimessa samanlainen puhekoodekki kuin matkaviestimessä. Dataverkko 30 voi olla internet-verkko, jolloin puhelin voi olla puhelinominaisuuksilla varus-/.·. tettu yleiskäyttöinen tietokone. Päätelaitteissa tapahtuvan puheen koodauk- sen lisäksi ei puhelimien välissä suoriteta ylimääräisiä koodauksia, joten pu-heparametrit siirretään sellaisenaan yhteyden yli päätelaitteesta toiseen päätelaitteeseen. Kyseessä on siten puheenkoodauksen kannalta tandem . , 35 free toiminta.
5 106510
Verrattuna kahden matkapuhelimen väliseen puheluun Internet puhelussa on puhelaadun kannalta etua, sillä peräkkäistä puheen koodausta ei tapahdu. Osassa internet puhelimia käytetään jo nykyisellään de facto standardina GSM:n täyden nopeuden puhekoodekkia. Niiden tuottamat 20 ms 5 puhepaketit soveltuvat hyvin Internet-verkossa tapahtuvan pakettimuotoisen datan siirtoon. Matkapuhelinjärjestelmän puhekoodekit sisältävät lisäksi toimintoja, jotka parantavat sietokykyä siirtovirheille. Siirtovirheet ja eteenkin siirtoviiveet huonontavat nykyisten Internet puhelimien puhelaatua.
Keksinnössä on kuvattu kaksi suoritusmuotoa, joilla voidaan kytkeä 10 puheluita suoraan matkapuhelin- ja dataverkon välillä. Ensimmäinen suoritusmuoto perustuu tulevaan pakettidatan siirtostandardiin GPRS (General Packet Radio Service) ja siinä puhekehykset sijoitetaan suoraan dataverkon paketteihin, esim. IP-kehyksiin. Toisessa suoritusmuodossa kytketään tandem free -puhelu dataverkkoon matkapuhelinkeskukseen liitettävän yhdys-15 käytävän kautta, joka sijoittaa puhekehykset paketteihin, esim. IP-kehyksiin. Molemmat tavat antavat matkapuhelinoperaattoreille mahdollisuuden tarjota dataverkon puhelimen ja matkaviestimen välisiä puheluita käyttämättä yleistä puhelinverkkoa.
20 Kuvioluettelo
Keksintöä selostetaan seuraavassa oheisten kaaviollisten kuvien avulla, joissa kuvio 1 esittää puheensiirtoa matkapuhelinjärjestelmässä, c 25 kuvio 2 esittää pakettidatan siirtoon ehdotettua matkapuhelinjärjestelmää, i *** kuvio 3 havainnollistaa keksinnön ensimmäistä suoritusmuotoa ja ··· v : kuvio 4 havainnollistaa keksinnön toista suoritusmuotoa.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus . 30 Keksinnön ensimmäinen suoritusmuoto perustuu sinänsä tunnetun järjestelmän GPRS (General Packet Radio Service) hyödyntämiseen. Jär-- *·**. jestelmässä käytetään osittain Internetin yhteyskäytäntöjä ja GPRS-verkko voidaankin liittää suoraan Internettiin. Koska käyttäjän on mahdollista mää-rittää tarvitsemansa minimi siirtokaista ja koska koodatun puheen siirto vaatii ·:··: 35 tietyn kaistan, sopii GPRS sellaisenaan keksinnön soveltamiseen.
e 106510
Kuviossa 2 on esitetty GPRS järjestelmän looginen arkkitehtuuri. Järjestelmä on loogisesti toteutettu GMS-järjestelmän päälle lisäämällä kaksi uutta verkkoelementtiä. Ne ovat palveleva GPRS-solmu (SGSN, Serving GPRS Support Node) ja GPRS-kauttakulkusolmu (GGSN, Gateway GPRS 5 Support Node). Matkaviestin voidaan tehdä kaksitoimiseksi niin, että se voi toimia normaalina GSM puhelimena ja pakettidataa välittävänä GPRS-puhelimena. Matkapuhelinjärjestelmästä käytetään tukiasemajärjestelmää BSS, johon kuuluu tukiaseman ohjain BSC ja useita tukiasemia BTS1,...,BTSn. Verkon solmut ovat yhteydessä toisiinsa pakettiverkon esim. 10 IP-verkon (IP= Internet Protocol) kautta. Verkko on yhteydessä muihin PLMN (Public Land Mobile Network) verkkoihin siten, että palveleva GPRS-solmu on yhteydessä muussa verkossa olevaan GPRS-kauttakulkusolmuun (GGSN). GPRS verkko siirtää pakettidataa johonkin pakettidataverkkoon PDN (Packet Data Network) ja vastaanottaa sieltä pakettidataa GPRS-15 kauttakulkusolmun (GGSN1) kautta. Kauttakulkusolmussa tehdään pakettiverkossa käytetyn osoitteen ja GPRS-verkossa käytetyn osoitteen (IP-osoite) välinen osoitemuunnos ja se sisältää GPRS käyttäjien reititystiedot, joiden avulla luodaan yhteys pakettiverkon päätelaitteelta TE siihen palvelevaan GPRS-solmuun, jonka hallinnassa matkaviestin MS on. Palveleva solmu si-20 sältää matkaviestinten liikkumisen hallintatoiminnon sekä turvallisuustoimin-1, not. Sekä kauttakulku- että palveleva solmu sisältää IP-reititystoiminnalli- suudet.
GPRS-verkko voi käyttää PLMN verkon matkapuhelinkeskuksen MSC palveluita sekä kotirekisterin HLR ja vierailijarekisterin VLR tilaajatieto-·' · 25 kantoja.
i ** Kuviossa 3 on esitetty ensimmäisen suoritusmuodon mukainen v : järjestely. Kuvio eroaa kuviosta 2 vain siinä, että internet-verkkoon yhteydes sä olevassa tietokoneessa on puhelinvarustus. Normaalisti matkapuhelimen lähettämä puhe reitittyy matkapuhelinkeskukseen MSC/VLR, joko TRAU-30 yksikössä PCM-puheeksi koodattuna tai tandem free operation -tapauksessa lisäksi puheparametreinä. Jotta puhekehykset reitittyisivät GPRS-verkkoon, *"\ on tekniikan tason mukaiseen matkaviestimeen lisättävä ominaisuus, joka aikaansaa puhekehysten reitityksen pakettikytkentäiseen GPRS-verkkoon ;'('j eikä piirikytkentäiseen GSM-verkkoon.
106510 7
Matkaviestinalkuinen puhelu tapahtuu esim. siten, että matkaviestintilaaja näppäilee puhelimeensa internet-verkkoon kytketyn päätelaitteen TE internet osoitteen, jolloin kutsu lähtee kauttakulkusolmuun GGSN1, joka kutsuu päätelaitetta. Kun päätelaite on vastannut kutsuun, päätelaitteet sopi-5 vat puhekoodekista ja muista puhelun parametreistä, jonka jälkeen käyttäjät voivat aloittaa puhumisen. Matkaviestin MS, joka voi olla GSM puhelin, koo-daa puhekehyksen parametreiksi. Pararametrit sijoitetaan GPRS-järjestel-män mukaiseen pakettiin PDU (Protocol Data Unit), joka siirretään kuten normaalin datasiirron datapaketit tukiaseman BTS1 ja tukiaseman ohjaimen 10 BSC kautta palvelevaan solmuun SGSN. Vastaanotetut paketit sijoitetaan puskureihin joista PDU-paketit otetaan ulos järjestyksessä ja paketeissa olevat puheparametrit puretaan. Puheparametrit sijoitetaan sitten UDP (User Datagram Protocol) / IP-paketteihin. Yhteen UDP/IP-pakettiin voidaan sijoittaa kymmenien puhekehysten parametrit, mutta edullisinta on sijoittaa pa-15 kettiin vain muutama kehys, esim. 3-5 kehyksen parametrit, jotta siirtoviive pysyy mahdollisimman pienenä.
Varmistaakseen, että kehykset saapuvat päätelaitteille oikeassa järjestyksessä, kehykset numeroidaan juoksevasti. Tätä voi toteuttaa esim. käyttämällä internetin RTP (Real-Time Protocol) -ohjausta.
20 Kun kauttakulkusolmussa GGSN1 on muodostettu UDP/IP-paketti, se lähetetään Internet-verkkoon, josta se osoitteen mukaan päätyy pääte- j·,·, laitteelle. Laite purkaa paketin, erottaa siitä puheparametrit ja johtaa ne pu- <1 - .
hekooderille. Päätelaitteessa TE on samanlainen puhekoodekki kuin matka-viestimessä, joten koodekki dekoodaa parametrisoidun puheen alkuperäi-·' 25 seksi puheeksi, joka toistetaan kaiuttimen tai kuulokkeiden kautta.
: *“ Vastaavalla tavalla päätelaitteessa puhekoodekki parametrisoi pu- • · · v : hekehyksiä. Sovellusohjelma sijoittaa numeroidut puhekehykset UDP/IP- paketteihin ja asettaa kuhunkin pakettiin vastaanottavan matkaviestimen MS IP-osoitteen. Paketit saapuvat kauttakulkusolmuun GGSN1, joka reitittää pa- . 30 ketit edelleen matkaviestimeen MS, jonka puhekoodekki dekoodaa paramet- rit puheeksi.
. Ensimmäisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä käyte tään epäjatkuvaa lähetystä, joten keskimääräinen siirtonopeus olisi noin puolet puhekoodekkien tuottaman vakiobittivirran nopeudesta. Jotta epäjat- » * 106510 8 kuvaa lähetystä voisi tehokkaasti hyödyntää, päätelaitteiden tulisi käyttää tehokasta akustisen kaiun poistajaa.
Kuviossa 4 on esitetty toisen suoritusmuodon mukainen menetelmä. Sen ideana on TFO (Tandem Free Operation) toimintoa käyttäen siirtää 5 GSM puhelimen enkoodaamat puhebitit matkapuhelinkeskuksen PSTN-lii-tynnän kautta IP/PSTN-yhdyskäytävään 41 ja sieltä edelleen Internet-verkkoon. Vastaanottopäässä Internet puhelin dekoodaa puhebitit ja vastaavasti toisessa siirtosuunnassa lähettää enkoodattuja puhebittejä kohti yhdyskäytävää 41, josta ne kulkevat matkapuhelinkeskukseen MSC/VLR ja edel-10 leen matkapuhelimeen MS.
Suunnassa matkaviestimestä kohti päätelaitetta TE yhdyskäytävän tulisi purkaa muutaman peräkkäisen matkapuhelinkeskuksesta saapuvan TFO-kehyksen (TRAU-kehyksen) puheparametrit ja sijoittaa nämä UDP/IP-kehykseen. Lisäksi yhdyskäytävä tulisi muuttaa kutsun PSTN-numero internet-15 osoitteeksi ja edelleen reitittää UDP/IP-paketti osoitteen mukaan. Suunnassa päätelaitteesta TE kohti matkaviestintä yhdyskäytävän tehtävänä on purkaa päätelaitteesta tulevista UDP/IP-paketeista puhekehyksiä ja pakata nämä TFO-kehyksiksi lähetettäväksi kohti matkapuhelinkeskusta. Lisäksi yhdyskäytävä tulisi muuttaa saapuvien UDP/IP-pakettien internet osoite GSM-nume-20 roksi. Yhdyskäytävän muihin tehtäviin kuuluu PSTN puolen signalointi ja IP-lv, rajapinnan ylläpito sekä TFO toiminnon vaatima in-band -signalointi.
Puhelu matkaviestimestä internet puhelimeen voidaan toteuttaa
« I
' siten, että matkaviestin MS ottaa ensin yhteyden IP/PSTN-yhdyskäytävään !; \ antamalla sen PSTN numeron. Kun yhdyskäytävä on kuitannut kutsun ja •t * 25 yhteys yhdyskäytävään asti on luotu, antaa matkaviestin kohdepuhelimen IP- • ” numeron. Kun internet puhelin on kuitannut yhdyskäytävän antaman kutsun v : voi puheluliikenne alkaa.
Vastaavasti aloitettaessa puhelu internet puhelimesta lähetetään :*·.· kutsu yhdyskäytävän PSTN-numeroa. Kun yhdyskäytävä on vastannut, an- 30 netaan matkapuhelimen MSISDN numero, jolloin yhdyskäytävä lähettää matkapuhelinkeskuksen kautta matkaviestimelle kutsun. Viestimen vastattua voi puheluliikenne alkaa.
Toisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä voidaan Inter-net puhelimelle antaa myös PSTN-numero, jonka matkaviestintilaaja antaa : : 35 puhelua muodostettaessa. Vastaavasti matkapuhelimella on MSISDN- 9 106510 numeron lisäksi myös internet-osoite, jonka päätelaite TE antaa puhelua muodostettaessa. Tällöin yhdyskäytävä voi suorittaa numeromuunnoksen kummassakin suunnassa tai päätelaitteissa voi olla ohjelmisto, joka muuttaa PSTN numeron automaattisesti internet-osoitteeksi.
5 Yhdyskäytävän fyysinen sijainti voi olla esim. matkapuhelinkes kusten välisten kompressoreiden yhteydessä. Keksintö ei kuitenkaan rajoita yhdyskäytävän sijaintia vaan se voi olla missä tahansa PSTN verkossa edellyttäen, että TFO-liikenne saadaan muuttumattomana läpi. Menetelmässä käytetään epäjatkuvaa lähetystä, jolloin keskimääräinen siirtonopeus olisi 10 noin puolet puhekoodekkien tuottaman vakiobittivirran nopeudesta. Jotta epäjatkuvaa lähetystä voisi tehokkaasti hyödyntää, päätelaitteissa tulisi käyttää tehokasta akustisen kaiun poistajaa.
Keksinnön vaatima lisäys nykyisiin järjestelmiin on matkapuhelinkeskuksen PSTN-liitynnän “taakse” liitettävä IP/PSTN-yhdyskäytävä matka-15 puhelinverkon ja Internet verkon välille. Lisäksi Internet puhelimen tulisi käyttää vähintään yhtä matkapuhelinjärjestelmässä käytettävää puhekoo-dekkia.
Yhdyskäytäväsovellusta voidaan laajentaa siten, että sitä käytetään pakettikytkentäisen matkaviestinverkon kuten GPRS-verkon puhelimen ja 20 PSTN-verkon puhelimen välisessä puheensiirrossa. Tällöin järjestelmä olisi :' 1. sellainen, että kauttakulkusolmusta GGSN on dataverkon kautta yhteys yh- j v, dyskäytävään, jonka toisella puolella avautuu piirikytkentäinen PSTN-verkko.
( I
1,, * t Yhdyskäytävä suorittaa dataverkon ja PSTN-verkon välisen sovituksen ja li- ] , , säksi siinä matkaviestinverkossa käytettävän puheen dekoodaus. Yhdys- •e 25 käytävän kautta voidaan muodostaa puhelu matkaviestimestä tavalliseen i *’ PSTN-puhelimeen käyttäen pakettikytkentäistä matkaviestinverkkoa.
«*·** ♦ · · « • · • · ♦ ·· ··· ♦ · · . ♦ · · ··· • · • ·
(CC
«««cc « 4 4 4 ( « < 4 « 4 4« « « · t « • «

Claims (10)

10 106510
1. Järjestelmä puheen siirtämiseksi kahden päätelaitteen välillä, joista ensimmäinen päätelaite on matkapuhelinverkkoon radioyhteyden kautta kytkeytynyt matkaviestin, jonka puhekooderi tuottaa puheparametrejä 5 sisältäviä puhekehyksiä ja toinen päätelaite on kytkeytynyt kiinteään verkkoon, tunnettu siitä, että kiinteä verkko on datapaketteja välittävä dataverkko ja toinen päätelaite on kyseisen verkon protokollan mukaisia datapaketteja lähettävä ja vastaanottava, puhelinominaisuuksilla varustettu laite, 10 toisessa päätelaitteessa on matkaviestinjärjestelmän mukainen pu hekooderi, joka syntesoi dataverkosta tulevien datapakettien sisältämistä matkaviestimen lähettämistä puheparametreistä alkuperäisen puheen ja vastaavasti tuottaa puheparametrejä sijoitettavaksi lähteviin datapaketteihin, puheparametrit välitetään päätelaitteiden välillä sellaisenaan suo-15 rittamatta niille lisäkoodauksia.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kiinteä verkko on internet-verkko ja datapaketit ovat IP-protokollan mukaisia paketteja.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 20 että matkaviestinverkko on puheen siirtoon tarkoitettu piirikytketty verkko, jossa puheparametrejä siirretään myös transkooderissa suoritettavan dekoo-',: dauksen jälkeen puhekehyksissä PCM-näytteiden yhdessä tai kahdessa vä- . hiten merkitsevässä bitissä. :T: 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, :v: 25 että kiinteästä verkosta PCM-näytteiden yhdessä tai kahdessa vähiten mer- « · ·*... kitsevässä bitissä transkooderiin tulevat puhekehykset siirretään sellaise- naan eteenpäin.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, ..m että matkaviestinverkon ja datapaketteja välittävän kiinteän verkon välillä on :..Γ 30 yhdyskäytävä, joka sijoittaa matkaviestinverkosta tulevissa puhekehyksissä • · · *·* * olevat puheparametrit datapaketteihin ja vastaavasti kiinteästä verkosta tule- / /. vissa datapaketeissa olevat puheparametrit matkaviestinverkon puhekehyk- ·:··: siin.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, ’··. 35 että päätelaite ottaa puhelun alussa ensin yhteyden yhdyskäytävään. n 106510
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että matkapuhelinkeskus on PCM-yhteydessä yhdyskäytävään yleisen puhelinverkon PSTN kautta.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 5 että yhdyskäytävä suorittaa matkapuhelinverkossa käytettävän ensimmäisen päätelaitteen numeron ja kiinteään verkkoon kytketyn toisen päätelaitteen numeron välisen numeromuunnoksen.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että matkaviestinverkko on sinänsä tunnettu datasiirtoon tarkoitettu paketti- 10 kytketty verkko General Packet Radio Service (GPRS) ja että puheparametrit siirretään sen normaaleissa datapaketeissa.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että puhekehysten siirto General Packet Radio Service -verkon ja kiinteän verkon välillä toteutetaan käyttäen General Packet Radio Service -verkossa 15 olemassa olevaa IP-verkkorajapintaa. • · 1 • · · • · • · • · • · • · · • · · • · · • · · • · • · • · 1 • · · • · · • · · 1 · • « • « * « • « 12 106510
FI973933A 1997-10-10 1997-10-10 Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä FI106510B (fi)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI973933A FI106510B (fi) 1997-10-10 1997-10-10 Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä
AU94439/98A AU747368B2 (en) 1997-10-10 1998-10-09 Speech transmission between terminals in different networks
DE69832788T DE69832788T2 (de) 1997-10-10 1998-10-09 Sprachübertragung zwischen endgeräten in verschiedenen netzen
PCT/FI1998/000789 WO1999020021A2 (en) 1997-10-10 1998-10-09 Speech transmission between terminals in different networks
ES98947578T ES2255183T3 (es) 1997-10-10 1998-10-09 Transmision de señales de voz entre terminales y diferentes redes.
CA002274154A CA2274154C (en) 1997-10-10 1998-10-09 Speech transmission between terminals in different networks
AT98947578T ATE313189T1 (de) 1997-10-10 1998-10-09 Sprachübertragung zwischen endgeräten in verschiedenen netzen
EP05019160A EP1608115B1 (en) 1997-10-10 1998-10-09 Speech transmission between terminals in different networks
JP52108599A JP3650800B2 (ja) 1997-10-10 1998-10-09 異なるネットワークのターミナル間のスピーチ送信
AT05019160T ATE389281T1 (de) 1997-10-10 1998-10-09 Sprachübertragung zwischen endgeräten in verschiedenen netzen
EP98947578A EP0983668B1 (en) 1997-10-10 1998-10-09 Speech transmission between terminals in different networks
DE69839252T DE69839252D1 (de) 1997-10-10 1998-10-09 Sprachübertragung zwischen Endgeräten in verschiedenen Netzen
CN98801510.2A CN1118166C (zh) 1997-10-10 1998-10-09 在两个终端设备之间的语音传输系统
US09/327,670 US6167040A (en) 1997-10-10 1999-06-08 Speech transmission between terminals in different networks

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI973933A FI106510B (fi) 1997-10-10 1997-10-10 Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä
FI973933 1997-10-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI973933A0 FI973933A0 (fi) 1997-10-10
FI973933A FI973933A (fi) 1999-04-11
FI106510B true FI106510B (fi) 2001-02-15

Family

ID=8549707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI973933A FI106510B (fi) 1997-10-10 1997-10-10 Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä

Country Status (10)

Country Link
EP (2) EP0983668B1 (fi)
JP (1) JP3650800B2 (fi)
CN (1) CN1118166C (fi)
AT (2) ATE389281T1 (fi)
AU (1) AU747368B2 (fi)
CA (1) CA2274154C (fi)
DE (2) DE69832788T2 (fi)
ES (1) ES2255183T3 (fi)
FI (1) FI106510B (fi)
WO (1) WO1999020021A2 (fi)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922288A1 (de) 1999-05-14 2000-11-23 Siemens Ag Anordnung zur mobilen Kommunikation
FI107211B (fi) * 1999-07-09 2001-06-15 Nokia Networks Oy Menetelmä koodaustiedon välittämiseksi pakettiverkon yli
CA2379159C (en) * 1999-07-12 2013-07-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method and system for exchanging information between multimedia network nodes
US6731629B1 (en) * 1999-11-03 2004-05-04 Ericsson Inc. System and method for switching media packets for packet-based communication in a mobile communications network
FI20000212A (fi) * 2000-02-01 2001-08-02 Nokia Networks Oy Yhteydenmuodostusneuvottelu tietoliikennejärjestelmässä
DE60026866D1 (de) * 2000-05-17 2006-05-11 Symstream Technology Holdings Opd (octave pulse data) - verfahren und vorrichtung
DE60044999D1 (de) * 2000-05-19 2010-11-04 Lucent Technologies Inc Fernsprechsysteme
JP2004502388A (ja) * 2000-07-03 2004-01-22 テレフオンアクチーボラゲツト　エル　エム　エリクソン（パブル） 回線交換環境とパケット交換環境との間でハンドオーバーを実行するシステム及び方法
US6879581B1 (en) * 2000-08-22 2005-04-12 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for providing real-time packetized voice and data services over a wireless communication network
JP2002125070A (ja) * 2000-10-17 2002-04-26 Hisatake Sotokoshi 可搬式情報機器を利用したインターネット電話システムと方法
CN100448254C (zh) * 2002-02-01 2008-12-31 林炜 一种流动直拨网络电话的系统和方法
JP2003289380A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Nec Corp 音声符号化方式の変更方法、通信システム、通信網および通信端末
US8437368B2 (en) 2003-06-04 2013-05-07 Nokia Corporation System and method for handing over a call from a packet-switched network to a circuit-switched network
US7433690B2 (en) * 2003-12-15 2008-10-07 International Business Machines Corporation Conversion of voice-over-IP media control messaging into mobile control channel signaling using a voice-over IP gateway
US8135362B2 (en) 2005-03-07 2012-03-13 Symstream Technology Holdings Pty Ltd Symbol stream virtual radio organism method and apparatus
US20060268830A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-30 Evans Charles E Wireless internet telephone
EP1898657A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-12 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method and system for making a connection between a fixed or internet terminal and a mobile terminal
US8204022B2 (en) * 2008-02-20 2012-06-19 Alcatel Lucent Method of providing transcoding during voice-over-internet protocol handoff

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475689A (en) * 1990-12-06 1995-12-12 Hughes Aircraft Company Cellular telephone with datagram and dispatch operation
DE19514043A1 (de) * 1995-04-13 1996-10-17 Sel Alcatel Ag Lokales Netz für den Einsatz in der Bürokommunikation und Schaltungsanordnung dafür
JP2000504183A (ja) * 1996-01-31 2000-04-04 ラブズ・オブ・アドバンスト・テクノロジーズ・インターナショナル・コーポレーション リアルタイム電話対電話間音声通信用複合ネットワーク

Also Published As

Publication number Publication date
EP1608115A1 (en) 2005-12-21
ATE313189T1 (de) 2005-12-15
DE69832788D1 (de) 2006-01-19
FI973933A (fi) 1999-04-11
FI973933A0 (fi) 1997-10-10
ATE389281T1 (de) 2008-03-15
EP0983668A2 (en) 2000-03-08
EP0983668B1 (en) 2005-12-14
CA2274154A1 (en) 1999-04-22
CN1118166C (zh) 2003-08-13
WO1999020021A2 (en) 1999-04-22
CA2274154C (en) 2005-03-15
AU747368B2 (en) 2002-05-16
AU9443998A (en) 1999-05-03
DE69839252D1 (de) 2008-04-24
DE69832788T2 (de) 2006-07-13
CN1242898A (zh) 2000-01-26
ES2255183T3 (es) 2006-06-16
JP2001506110A (ja) 2001-05-08
WO1999020021A3 (en) 1999-06-24
EP1608115B1 (en) 2008-03-12
JP3650800B2 (ja) 2005-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6167040A (en) Speech transmission between terminals in different networks
US6295302B1 (en) Alternating speech and data transmission in digital communications systems
FI106510B (fi) Järjestelmä puheen siirtämiseksi matkapuhelinverkon ja kiinteän verkon päätelaitteen välillä
US6112084A (en) Cellular simultaneous voice and data including digital simultaneous voice and data (DSVD) interwork
AU761839B2 (en) End-to-end coder/decoder (codec)
US6574469B1 (en) System and method of minimizing the number of voice transcodings during a conference call in a packet-switched network
EP1157573B1 (en) ARRANGEMENT FOR IMPROVING THE SPEECH QUALITY FOR VoIP (VOICE OVER IP) CALLS
EP1205082B1 (en) Implementation of call setup procedures with separation of call control and bearer control
CN1185842C (zh) 在电信系统内路由发送信息流的方法以及网络单元
KR100659197B1 (ko) 통합 인터넷 프로토콜 망에서의 보코딩 방법
EP1157571B1 (en) Transmission method in a mobile communication system
AU756634B2 (en) Alternating speech and data transmission in digital communications systems
KR20000013086A (ko) 셀룰러 시스템의 이동 교환국간의 서비스 선택 정보의 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed