JP2000507758A

JP2000507758A - パケットネットワークのスピーチ送信

Info

Publication number: JP2000507758A
Application number: JP9534711A
Authority: JP
Inventors: ミッコオルッコネン; マウリティッカ; クリスチャンラウハーラ
Original assignee: ノキアテレコミュニカシオンスオサケユキチュア
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2000-06-20
Also published as: US6738374B1; CN1133305C; HK1017189A1; FI961442A; EP0894383B1; FI103456B1; AU2029997A; FI103456B; ES2292181T3; WO1997037466A1; DE69738106D1; CA2250037C; CN1217117A; DE69738106T2; ATE372628T1; CA2250037A1; EP0894383A1; FI961442A0

Abstract

(57)【要約】スピーチ信号をパラメータグループに変換し、パラメータグループをトラフィックフレームに挿入し、トラフィックフレームをヘッダ及びペイロードより成るパケットとして送信することにより、ベースステーションＢＴＳとＴＲＡＵとの間にスピーチが送信される。本発明によれば、ペイロードが本質的にいっぱいになるまで多数のトラフィックフレームの内容でペイロードが形成され、そしてパケットが送信ネットワークを経て行先へ送られる。行先において、受信したパケットのペイロードからトラフィックフレームが分離され、そしてそれらがスピーチデコーダへ通される。パケットをいっぱいに詰めることは、接続の開始後及び休止後約１秒で開始でき、この場合に、休止の終了ができるだけ速く聴取者へ送られる。

Description

【発明の詳細な説明】パケットネットワークのスピーチ送信発明の分野本発明は、パケットネットワークのスピーチ送信に係り、より詳細には、デジタル移動通信ネットワークのトランスコーダとベースステーションとの間の送信に係る。本発明は、スピーチ処理及びスピーチフレームに関連して説明するが、その同じ技術を音楽及び映像信号の送信にも適用できる。これら信号に共通のことは、信号サンプルをデコーダに等時的に導かねばならず、即ちエンコーダにおいてサンプルが形成される間隔に本質的に等しい間隔で導かねばならないことである。先行技術の説明デジタル電話システムにおいては、スピーチ信号があるやり方でエンコードされた後に、チャンネルコード化されそして無線経路に送られる。例えば、ＧＳＭシステムの場合には、デジタル化されたスピーチが、異なる方法を使用することにより約２０ｍｓの間隔でフレームごとに処理され、各フレームのスピーチを表すパラメータグループが形成される。この情報即ちパラメータグループは、チャンネルコード化され、そして送信経路に送られる。使用されるスピーチコード化アルゴリズムは、ＲＰＥ−ＬＴＰ（長時間予想を伴う規則的パルス励起ＬＰＣ）及び種々のコード励起アルゴリズムＣＥＬＰ（コード励起直線予想）であり、そのＶＳＥＬＰ（ベクトル和励起直線的予想）について説明しなければならない。実際のコード化に加えて、スピーチ処理のために次のファンクションも構築される。ａ）送信されるべきスピーチがあるときだけオンに切り換わるよう送信器に指令することのできる送信器側の音声作用検出ＶＡＤ（不連続送信ＤＴＸ）；ｂ）送信器側でバックグランドノイズを評価しそして各ノイズパラメータを発生し、そして受信側でこれらパラメータからデコーダにおいてコンフォートノイズを発生すること；及びｃ）音響エコーの抑制。中断中のノイズは、絶対的な無音よりも接続音をより快適なものにする。既知のＧＳＭ移動電話システムにおいては、スピーチエンコーダの入力がネットワークからの１３ビットのＰＣＭ信号であるか、又は移動ステーションの音声部分からの１３ビットのＡ／Ｄ変換されたＰＣＭである。エンコーダの出力から得られるスピーチフレームは、時間巾が２０ｍｓであり、そして１６０個のＰＣＭエンコードスピーチサンプルをエンコードすることにより形成された２６０個の音声ビットより成る。音声作用検出（ＶＡＤ）は、スピーチフレームのパラメータから、フレームがスピーチを含むかどうか決定する。スピーチが検出された場合には、いわゆるトラフィックフレームとして無線経路に送信されるフレームは、スピーチフレームである。スピーチバーストの後に、ＶＡＤにより指示されるスピーチ休止中に特定の間隔で、トラフィックフレームは、ノイズパラメータを含むＳＩＤフレーム（無音記述子）であり、この場合に、受信器は、これらのパラメータから、休止中のオリジナルノイズと同様のノイズを発生することができる。従って、トラフィックフレームは、２０ｍｓのエンコードされたスピーチ／データ又はノイズを表す２６０ビットのスピーチブロックを含む。更に、フレームは、フレーム同期、スピーチ及びデータ指示、タイミング及び他の情報に使用できる５６のビットを有し、従って、トラフィックフレームの全長は、３１６ビットとなる。アップリンク及びダウンリンクのトラフィックフレームは、これらの５６ビットにおいて互いに若干異なる。送信という観点から現在のＧＳＭネットワークを簡単に示す図１を参照する。ネットワークサブシステムは、移動サービス交換センターを備え、移動通信ネットワークは、移動サービス交換センターのシステムインターフェイスを経て他のネットワーク、例えば公衆交換電話ネットワークＰＳＴＮに接続される。Ａインターフェイスを経て、ネットワークサブシステムは、ベースステーションサブシステムＢＳＳに接続され、これは、ベースステーションコントローラＢＳＣと、これに接続されたベースステーションＢＴＳとを含む。ベースステーションコントローラと、これに接続されたベースステーションとの間のインターフェイスはＡｂｉｓインターフェイスである。ベースステーションは、無線インターフェイスを経て移動ステーションと無線通信する。上記トラフィックフレーム形成ユニットＴＲＡＵは、図中では、ベースステーションに関連して配置されているが、移動サービス交換センターに関連して配置されてもよい。移動サービス交換センターＭＳＣは、図２に簡単に示されている。ベースステーションシステムＢＳＳの制御は、コール制御に加えて、移動サービス交換センターの１つの機能である。スイッチングマトリクスの機能は、これを通るスピーチ／データ及び信号経路を所望のやり方で選択し、切り換え及び分離することである。スイッチングマトリクスは、このように、移動加入者と別のネットワークの加入者との間の接続の一部分、又は２つの移動加入者間の接続の一部分を切り換える。ネットワークインターワーキングファンクションＩＷＥ１の機能は、ＧＳＭネットワークを他のネットワークに適応させることである。ＰＣＭトランクラインは、ターミナル回路トランクインターフェイス３によりＰＢＸシステムに接続され、従って、交換機とベースステーションコントローラＢＳＣとの間のレイヤ１の物理的インターフェイスは、２Ｍビット／ｓ、即ち６４ｋビット／ｓの３２個のタイムスロット（＝２０４８ｋビット／ｓ）のラインとなる。信号ターミナル４は、推奨勧告ＣＣＩＴＴのＮｏ．７に基づいて信号処理を遂行する。図１に参照番号１４で示されたベースステーションコントローラＢＳＣの機能は、これと移動ステーションとの間のチャンネルの選択、リンク制御及びチャンネル解除を含む。又、無線チャンネルから、ベースステーションとベースステーションコントローラとの間の相互接続ラインのＰＣＭタイムスロットのチャンネルへのマッピングも行う。図３に簡単に示されたベースステーションコントローラは、ターミナル回路、トランクインターフェイス３１及び３２を備え、これにより、ベースステーションコントローラは、一方では、Ａインターフェイスを経て移動サービス交換センターに接続され、そして他方では、Ａｂｉｓインターフェイスを経てベースステーションに接続される。トランスコーダ及びレート適応ユニットＴＲＡＵは、ベースステーションシステムＢＳＳの要素であり、図１に示すようにベースステーションコントローラＢＳＣに関連して配置されてもよいし、又は例えば、移動サービス交換センターに関連して配置されてもよい。トランスコーダは、スピーチを１つのデジタルフォーマットから別のフォーマットに変換し、例えば、６４ｋビット／ｓのＡ法則ＰＣＭを交換機からＡインターフェイスを経てベースステーションへ送信されるべき１３ｋビット／ｓのエンコードされたスピーチに変換しそしてこれとは逆に変換する。データのレート適応は、レート６４ｋビット／ｓと、レート３．６、６又は１２ｋビット／ｓとの間で行われる。ベースステーションコントローラＢＳＣは、６４ｋビット／ｓの回路をベースステーションの方向に構成し、割り当てそして監視する。又、ＰＣＭ信号リンクによりベースステーションのスイッチング回路を制御し、そして６４ｋビット／ｓの回路を効率的に使用できるようにし、即ちベースステーションコントローラが制御するベースステーションのスイッチが送信器／受信器をＰＣＭリンクへと切り換えるようにする。このスイッチは、ここでは、ドロップ／インサートマルチプレクサとして動作し、即ち追加／ドロップマルチプレクサとして動作して、データの送信器に対してＰＣＭタイムスロットを落とすか、受信タイムスロットをデータのＰＣＭタイムスロットに挿入するか、又はＰＣＭタイムスロットを他のベースステーションに向けてリンクする。従って、ベースステーションコントローラは、移動ステーションへの接続を設定及び解除する。ベースステーションからＡインターフェイスを経てＰＣＭライン（１つ又は複数）へ至る接続、及び逆方向の手順は、スイッチングマトリクス３３においてマルチプレクスされる。ベースステーションＢＴＳとベースステーションコントローラＢＳＣとの間のレイヤ１の物理的インターフェイスは、２Ｍビット／ｓ、即ち６４ｋビット／ｓの３２個のタイムスロット（＝２０４８ｋビット／ｓ）のラインである。ベースステーションは、ベースステーションコントローラＢＳＣにより完全に制御されそして移動ステーションに向かう無線インターフェイスを実施する送信器／受信器ＴＲＸを主として含む。無線インターフェイスを通る４つの全レートトラフィックチャンネルは、ベースステーションコントローラとベースステーションとの間で６４ｋビット／ｓの１つのＰＣＭチャンネルへとマルチプレクスすることができ、この場合に、スピーチ／データチャンネルのレートは、この間隔において１６ｋビット／ｓである。この場合、６４ｋビット／ｓの１つのＰＣＭリンクは４つのスピーチ／データ接続を送信することができる。図１は、ＧＳＭに使用されるチャンネル当たりの送信レートを示す。移動ステーションは、スピーチ又はデータ情報を無線インターフェイスを経、無線チャンネルを経てトラフィックフレームとして送信する。ベースステーション１３は、情報を受け取り、そしてそれをＰＣＭラインの６４ｋビット／ｓのタイムスロットに送信する。又、同じ搬送波の他の３つのトラフィックチャンネルも、同じタイムスロット即ちチャンネルに挿入され、従って、接続のための送信レートは、１６ｋビット／ｓとなる。ベースステーションコントローラ１４において、トランスコーダ／レートアダプタユニットＴＲＡＵは、エンコードされたデジタル情報の１６ｋビット／ｓのレートを６４ｋビット／ｓのレートに変換し、そしてこのレートで、データが移動サービス交換センターへ送信され、その後、おそらく必要な変調及びレート修正に続いて、情報が他のネットワークに送信される。上記の説明に基づき、ベースステーションコントローラは、これとベースステーションの送信器／受信器との間に接続が設定されるところの回路を選択する。ベースステーションとベースステーションコントローラとの間のラインのＰＣＭタイムスロット及び無線チャンネル（ＴＤＭＡタイムスロット）は、接続中に、１対１の対応を有し、即ちアップリンク方向には、特定の搬送波の特定のタイムスロットの情報が常に１６ｋビット／ｓの同じＰＣＭチャンネルに挿入され、そして対応的に、ダウンリンク方向には、このＰＣＭチャンネルの情報が常に同じＴＤＭＡタイムスロットに送信される。ベースステーションコントローラは、ＴＤＭＡタイムスロットのどのベースステーションがどのＰＣＭチャンネルに接続されねばならないかをベースステーションに通知する。このように、ベースステーションコントローラは、単独で、Ａｂｉｓインターフェイス及び無線インターフェイスを通るチャンネルを移動ステーションまで割り当てる。ベースステーションが移動ステーションまでチャンネルを割り当てると、移動サービス交換センター１５は、移動サービス交換センターとベースステーションコントローラ／ＴＲＡＵとの間の接続が形成されるところの回路、即ち交換機のＡインターフェイス及びベースステーションコントローラに向かう回路を選択する。最後に、形成されたリンクが互いに接続される。狭帯域及び広帯域の実施を組合せそしてパケット及び信号を送信するためにデータ送信規格ＡＴＭ（非同期転送モード）が導入された。ＡＴＭは、接続指向のパケット交換技術であって、国際テレコミュニケーション規格化団体ＩＴＵ−Ｔは、広帯域サービス統合デジタル網（Ｂ−ＩＳＤＮ）を実施する技術としてこれを選択している。ＡＴＭにおいては、セルとして知られた一定長さの多数パケットより成るフレームにデータがパックされる。セルの長さは５３バイトであり、そしてセルは長さ５バイトのヘッダを含み、４８バイトはペイロードに指定されている。ＡＴＭセルが送られるときには、各セルがそのヘッダに基づいて異なる行先に向けられる。ＡＴＭ技術は、広帯域ネットワーク、特に光ファイバを用いた送信ネットワークに使用するのに最も適している。それ故、おそらく、移動通信ネットワークにおいては、移動オペレータが別の電話オペレータからしばしば賃借りするところの２Ｍビット／ｓのトランクラインを使用する現在のＰＣＭ技術がＡＴＭ技術に置き換えられる。特に無線経路の送信容量が著しく増加して現在のＰＣＭ接続ではもはや充分でない場合にこのように動作することが必要となる。この場合に、データ送信容量及び移動通信ネットワークのレートは相当に増加する。又、新たなベースステーションが配置される施設は既存のＡＴＭ接続を既に有することが考えられ、この場合にはそれを使用しようとする。ＡＴＭセルのスピーチ送信は、問題となっている。現在の回路交換接続においては、スピーチ送信が非常に高速であり、遅延が問題を引き起こすことはない。むしろ、多数の入力ポイントのいずれかからネットワークへの種々の音声信号がＡＴＭ技術によりネットワークの多数の出力ポイントのいずれかへ送信されるときに送信遅延をいかに管理するかが問題となる。ＰＣＭエンコード信号に変換されてＰＣＭデバイスでマルチプレクスされた音声信号を、ＡＴＭ転送デバイス及び交換機を含むネットワークを横切ってネットワークのノード間でいかに送信するかが特に問題となる。この問題に対する解決策は、少なくとも次の通りである。ａ）マイクロセルの使用、ｂ）セルの不完全な充填、及びｃ）回路交換のエミュレーション。マイクロセルを使用するときは、多数のスピーチチャンネルが１つのＡＴＭセルを搬送するようにマルチプレクスされる。マイクロセル技術では、ＡＴＭセルがもはや基本的な交換ユニットではないという問題があり、この場合、通常のＡＴＭ交換デバイスを使用してスピーチチャンネルを交換することはできず、マイクロセル内でスピーチチャンネルを解放するには特殊な構成体及びデバイスが必要とされる。ＡＴＭセルの不完全な充填においては、セルのペイロードが不完全に残される。このように、容量が過少使用であるが、遅延を回避すべき場合にはそのようにしなければならない。回路交換のエミュレーションにおいては、２Ｍビット／ｓのＰＣＭラインを進む情報が１つのＡＴＭセルフラックスで透過的に送信される。この方法の欠点は、送信されるべきセルの有無に関わりなく送信容量が常に指定され、従って、空のセルの送信を回避できないことである。別の欠点は、ポイント対ポイントという性質の接続のスピーチチャンネルを異なる方向に向かってネットワーク内のＡＴＭデバイスと接続できないことである。特許出願ＷＯ９４／１１９７５号は、多数のＰＣＭエンコードされたスピーチチャンネルをＡＴＭネットワークを経て送信するための方法、テレコミュニケーションネットワーク及びスイッチングシステムについて開示している。この方法は、上記ステップａ及びｃの特徴を含む。この特許出願によれば、ＡＴＭネットワークの同じ出力ノードに指定された多数のスピーチチャンネルは、１つのＡＴＭセルにパックされ、従って、音声及び狭帯域データチャンネルは、音声を含むＰＣＭ信号の再現レートと同じであるか又はその整数部分である再現レートで送られるセルにおいて送信される。これらのセルは、ネットワークにおいて入力ノードと出力ノードとの間を、一定レートを維持する仮想回路を経て送信される。２つのノード間に永久的な仮想経路を追加したり削除したりする必要があるような大きなトラフィック変化がないときは、スイッチングシステムは、簡単な動作を実行し、即ち１つのＡＴＭセルではなく、入力ポイントにおいて巾が１２５μ ｓのＰＣＭサンプルのフレームがネットワークを経て出力ノードへルート指定され、これは、セルが１２５ｍｓの間隔で送られることを意味する。１つのＰＣＭサンプルは１つのバイトより成り、従って、最大４８個のスピーチチャンネルを１つのセルで送信することができる。ＰＣＭチャンネルの容量が６４ｋビット／ｓより大きく、例えば、３８４ｋビット／ｓである場合には、１つのチャンネルに対してより多くのバイト、例えば、６バイトがセルに使用される。公知のＧＳＭシステムの場合のようにＴＲＡＵ又は移動サービス交換センターを通る接続を伴わずに、スピーチ情報を必要なときに１つのベースステーションから別のベースステーションへ直接送信できるようにするために、ベースステーションとＴＲＡＵとの間のＰＣＭチャンネルの音声情報の送信がＡＴＭ接続に置き換えられるときには、上記方法のいずれも適当ではない。ＧＳＭシステムの全レートスピーチフレームは３１６ビットである。これは、ＡＴＭセルのペイロードの長さの約８５％である（４７ないし４８バイト、又は３７６ないし３８４バイト）。１つのスピーチフレームが１つのＡＴＭセルにパックされることが考えられ、この場合には、最大帯域巾の約１５％が失われる。しかしながら、例えば、半レートスピーチフレームがＡＴＭセルにパックされるときには、効率が著しく悪化する。この方法は、スピーチフレームの長さがパケットネットワークのセルペイロードの長さを越える場合には全く使用できない。本発明の方法を適用できる別の考えられるパケットネットワークは、インターネットである。インターネットパケットの長さは可変であるが、帯域巾という観点から、各トラフィックフレームを個々のパケットとして送信することは効率的でない。発明の要旨従って、本発明の目的は、スピーチエンコーダのＰＣＭエンコードされたスピーチ信号から発生されたスピーチフレームを含むスピーチを、不都合な遅延を伴わず、且つできるだけ良好な帯域巾を使用することにより、そしてスピーチ信号の場合には音声の質をできるだけ良好に保つようにして、ＡＴＭ又はインターネットネットワークのようなパケットネットワークにおいて送信できる方法を開発することである。別の目的は、この方法を音楽及び映像サンプルの送信にも使用できるようにすることである。本発明の更に別の目的は、良好な質のスピーチ／音声／映像信号を移動通信システムのベースステーションとＴＲＡＵとの間又は２つのベースステーション間でパケットモードで効率的に送信できるようにする方法を開発することである。上記目的は、請求項１に記載の方法により達成される。従属請求項は、本発明の好ましい実施形態に向けられる。本発明は、パケットネットワークのフレームのペイロードをできるだけ完全に充填するという考え方をベースとし、この場合に、スピーチフレームのあるものは、パケットネットワークの２つの連続するフレームに分割されねばならない。デジタル化されたスピーチ信号は、スピーチエンコーダにおいてフレームごとにパラメータグループに変換され、このパラメータグループがトラフィックフレームに挿入される。トラフィックフレームは、スピーチフレームであってもよいが、ほとんどの場合に送信のための異なる目的で付加的なビットが必要とされ、この場合、フレームの長さは、単なるスピーチフレームの長さより大きい。形成されたトラフィックフレームは、データパケットのペイロード部分に直ちに挿入され、従って、パケットのペイロード部分は完全に充填される。手前のパケットのペイロード部分に適合しないトラフィックフレームは、２つの別々のパケットに分割される。これらパケットは、送信ネットワークを経て行先へ送信される。行先において、トラフィックフレームの一部分が、受信したパケットのペイロードから分離され、これら部分は全トラフィックフレームへと組み立てられる。トラフィックフレームに含まれるスピーチフレームは、スピーチデコーダへ送られ、オリジナルのデジタルスピーチ信号が形成される。このような方法は、あるスピーチフレームは直ちに送信され、そしてあるスピーチフレームは、次のスピーチフレームの一部分と一緒でなければ送信されないので、スピーチの質の低下を招く。本発明の好ましい実施形態によれば、受信したスピーチフレームが、それらが最初に形成された間隔に等しい間隔でスピーチデコーダヘ通されるように受信器のメモリにスピーチフレームをバッファすることによりスピーチの質が改善される。本発明の効果は、第１に、ネットワークにおける送信遅延が減少されることであり、そして第２に、パケットネットワークの１つのパケットで１つのコールを送信することによりセルのパケット交換を実行でき、ひいては、コールを所望の行先に向けられることである。その結果、パケットネットワーク技術を効率的に利用する電話ネットワークが得られる。更に、パケットネットワークの１つのパケットでコールを送信することによりコールが終了した後にセルの送信も終了することが可能となり、これは、回路交換がエミュレートされたときとは対照的である。セルは、スピーチの休止中に送られる必要はなく、ノイズパラメータが送信されるときだけ送られる。従って、休止中に他の使用、例えば他の同期接続のために送信容量が解放され、これは、接続の休止を他の接続に利用できない回路交換ネットワークとは対照的である。１つのスピーチ信号に関連したフレームが１パケットのネットワークパケットに挿入されるので、同じパケットの全てのフレームが同じ行先に送信され、この場合には、パケットの解除及び再ルート指定が行先において回避される。本発明の方法の使用は、音声／映像接続のみに限定することができ、従って、パケットは、遅延を伴うことなくデータ送信において直ちに送信することができる。スピーチ信号に代わって、別の音声又は映像信号を送信してもよく、この場合には、スピーチフレームではなく、一般にパラメータグループと称することができる。好ましい実施形態によれば、送信ネットワークはＡＴＭ又はインターネットネットワークであり、この場合、パケットはＡＴＭセル又はインターネットパケットである。図面の簡単な説明以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、移動通信ネットワークを簡単に示す図である。図２は、移動サービス交換センターの機能的部分を示す図である。図３は、ベースステーションコントローラの機能的部分を示す図である。図４は、本発明による構成を有するベースステーションコントローラを示す図である。図５は、本発明の動作が追加されたベースステーションを示す図である。図６は、２つのベースステーション間の好ましい送信経路を示す図である。図７は、トラフィックフレームをパケットに組み立てそしてパケットをトラフィックフレームに分解するところを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明図１に示されたＴＲＡＵとベースステーションとの間のＰＣＭ接続が、ＡＴＭ接続に置き換えられる。ＴＲＡＵは、ベースステーションコントローラ又は移動サービス交換センターに関連して物理的に配置できるので、実際には、現在の移動サービス交換センターの全てのＰＣＭ接続をＡＴＭ接続に置き換えできることを意味する。以下の例において、ＴＲＡＵは、図３に示すように、ベースステーションコントローラに関連して配置されると仮定するが、ＴＲＡＵの物理的な位置は本発明にとって重要でないことに注意されたい。図４を参照し、本発明の方法をＴＲＡＵの観点から説明する。ＰＣＭエンコードされたスピーチが移動サービス交換センターの方向から、ＴＲＡＵに指定されたスピーチチャンネルを経て受け取られるときには、それがＰＣＭインターフェイスブロック４１を経てＴＲＡＵ４２へ向けられ、これは、到来するＰＣＭ音声信号から、公知のシステムの場合と同様に厳密に３１６ビットのトラフィックフレームを形成する。第１のトラフィックフレームが形成されると、それが高速バスを経てＡＴＭアダプタ４３へ向けられ、これは、ＡＴＭセルのペイロード部分にフレームを挿入する。この部分は、４７又は４８バイト（３７６又は３８４ビット）の一定長さであるので、第１のトラフィックフレームは、第１のＡＴＭを完全に充填せず、そのペイロード部分が別のトラフィックフレームの初期部分で充填されたときだけセルが送信される。アダプタ４３は、必要なアドレス情報をセルのヘッダに挿入し、従って、それに続くＡＴＭスイッチングマトリクス４４は、出力側でＡＴＭインターフェイスグループ４５の適当なＡＴＭインターフェイスカードにセルを向けることができ、ひいては、正しい物理的接続及び行先ベースステーションに向けることができる。ＡＴＭネットワークに向けて出て行く物理的ダウンリンク接続が１つしかない場合には、スイッチングマトリクスが全く必要とされず、１つのＡＴＭカード４５が必要とされるだけである。ベースステーションへのセルの送信は非常に高速である。今日、トラフィックフレームが２Ｍビット／ｓのＰＣＭラインのタイムスロットにおいて１６ｋビット／ｓのレートで一度に２ビット送信されるときには、ＴＲＡＵとベースステーションとの間のフレームの送信に約２０ｍｓを要する。同じ物理的ラインであるがＡＴＭプロトコルを使用するときには、送信に要する時間が約０．２ｍｓだけとなる。ＡＴＭセルに挿入されそしてベースステーションにより送信されたトラフィックフレームを受信するときには、動作モードが上記説明から明らかである。ＡＴＭセルは、異なる物理的ラインから受け取られ、そしてスイッチングマトリクス４４は、同じチャンネルに属するセルをアドレスに基づいて連続的な順序でＡＴＭアダプタ４３へ切り換え、このアダプタは、各セルからペイロードを分離し、即ち移動ステーションにより送られてベースステーションにより再組み立てされたトラフィックフレームを分離する。ＴＲＡＵ４２のトランスコーダは、高速バスからトラフィックフレーム全体を受信した後にトラフィックフレームを直ちにデコードし始める。Ａ法則の標準モードにデコードされたスピーチ信号は、ＰＣＭインターフェイスブロック４１に向けられ、このブロックは、接続に指定されたＰＣＭタイムスロットにスピーチ信号を挿入して、移動サービス交換センターＭＳＣへ更に搬送する。搬送距離は、ＴＲＡＵがＭＳＣに関連して配置され、図４のようにベースステーションコントローラに関連して配置されるのでない場合には、長い距離ではない。全てのトランクライン、及び移動サービス交換センターから他のネットワークへの接続がＡＴＭ接続に置き換えられ、そして交換機がＡＴＭ技術により実現される場合には、ＴＲＡＵにおいて、ＰＣＭモードスピーチをＡＴＭセルに直接挿入して更に送信することができる。以下、図５を参照し、接続の他端即ちベースステーションにおいて事象を検討する。この図において、参照番号５２のブロックは、それ自体知られたベースステーションのブロックで、本発明にとっては重要でなく、従って、ここでは説明する必要がなかろう。移動ステーションにより形成されたトラフィックフレームに対して送信の前に種々の既知の動作を実行することができ、その結果、スクランブルされて小さな部片で無線経路を経てベースステーションへ送信される。ベースステーションＢＴＳは、無線インターフェイスを経てこれらの部片を受け取り、そしてそれらのオリジナルトラフィックフレームを組み立てる。フレームを組み立てるや否や、フレームはＡＴＭインターフェイスブロック５１へ向けられ、このブロックは、ＡＴＭセルのペイロードにフレームを挿入し、必要なヘッダ情報をセットし、そしてＴＲＡＵに向けてセルを送信する。トランスコーダは、セルが完全に受け取られるや否やセルにおいて送られたフレームをデコードし始める。遅延をできるだけ小さくするために、ＡＴＭインターフェイスブロック５１と、ベースステーションにおいてトラフィックフレームを組み立てるブロック（信号処理）との間の接続は、非常に高速でなければならない。この方法に基づいてＡＴＭネットワークを経てスピーチ情報を送信することにより、２つのベースステーション間に直接的なスピーチ接続を形成することができる。図６を参照する。従来のネットワークでは、２つの移動ステーション間のスピーチ接続は、ＴＲＡＵ及び移動サービス交換センターを通る。本発明の方法では、ベースステーション、例えば、ＢＴＳ６１とＢＴＳ６２との間の接続は、受信側ベースステーションのヘッダを、トラフィックフレームを含むＡＴＭセルのアドレスとして配置することにより直接実施することができ、この場合、接続はＴＲＡＵ６３を通る必要はない。移動通信ネットワークは、当然ながら、パケットが送信されるべき信号接続と、パケットが関連するコールとにより、前もってベースステーションに通知する。この機能は、エンコードされたスピーチ／ＰＣＭスピーチ／エンコードされたスピーチの次々の変更を行う必要がないので、ネットワークの負荷を緩和し、接続を加速しそしてスピーチの質を改善する。本発明の好ましい実施形態によれば、パケットネットワークに不可避に生じる可変の遅延が補償される。ＡＴＭネットワークを用いてスピーチ情報を送信するときには、遅延の変化が問題を引き起こす。図７はパケットの送信を示す。第１のＡＴＭセルは、トラフィックスロット１及び２が受け取られたときしか送信できない。その後、ＡＴＭセル２ないし６は、各受信トラフィックフレームの後に送信できる。むしろ、ＡＴＭセル７は、トラフィックフレーム９が受け取られたときしか送信できず、これは、ＡＴＭセル６及び７の後に長さが１トラフィックフレームの中断を引き起こす。約６個のＡＴＭセルの間隔での中断の発生はトラフィックフレームとＡＴＭセルとの間の差の約１／６で生じる。ＡＴＭネットワークにおけるパケットの送信は、２つの別々の理由でそれらの間の同期を失う。第１の理由は、パケットの送信時間が僅かにランダムに変化することであり、これは、パケットネットワークの特性である。第２の理由は、規則的な間隔で送信される特定のトラフィックフレームが、送信されるべきＡＴＭセルを誘起しないことである。再構成されるスピーチの質を維持するためには、スピーチフレームがスピーチデコーダに通される前に同期を回復しなければならない。これは、受け取ったトラフィックフレームをメモリにバッファし、そしてそれらを規則的な間隔でスピーチデコーダに通すことにより実施できる。バッファとして使用されるメモリの量は、２６０ビットのスピーチフレームを３１６ビットのトラフィックフレームから分離することにより減少することができ、スピーチフレームはメモリに記憶される。スピーチフレームは、スピーチデコーダに搬送され、従って、それらの間の間隔は、送信器がスピーチフレームを形成したところのサンプリング間隔に対応する。ここに例示するＧＳＭシステムの場合には、この間隔が２０ｍｓである。スピーチデコーダへのフレームの搬送は、例えば、１つのフレームをスピーチデコーダに搬送するときと、その後のＡＴＭセルを受信するときとの間に経過する時間を測定することにより、受信されるべきＡＴＭセルと同期することができる。ＡＴＭセルが予想より早く受け取られる場合には、スピーチデコーダに搬送される２つの連続するスピーチフレーム間の間隔が若干減少され、そしてその逆のことも言える。送信端におけるトラフィックフレームの形成がＡＴＭセルの送信を生じないときは、この調整が行われず、最後に使用された間隔又は公称間隔が使用される。上記接続がデータ接続として識別される（例えば、トラフィックフレームのヘッダ部分により）場合には、バッファ動作及び同期の回復が不要となる。パケットネットワークでは−少なくともサービスの質が低いときに−ＡＴＭセルにより搬送されたスピーチフレームが遅れて受信されたために、バッファの全てのデータが既にスピーチデコーダに送られてしまっていることが考えられる。この場合には、例えば、ＧＳＭシステムに使用される不良スピーチフレーム置き換え方法を適用することができる。或いは又、最後に受け取ったスピーチフレームの初期部分を、その後のスピーチフレームを受け取ってスピーチデコーダへ通すまで、再びデコードしてもよい。置き換え情報がスピーチデコーダへ搬送される時間は、スピーチの再構成を遅延させ、この時間は、その後のＡＴＭセルも遅れることに対するバッファゾーンとして働く。遅延に対して最大値をセットすることができ、これを越えると、次のスピーチフレームが完全に又は部分的に破壊されることがあり、この場合には、遅延が僅かに蓄積するだけではあり得ない。本発明の１つの好ましい実施形態によれば、接続の始めであって且つ休止の後に、トラフィックフレームが形成された直後に少数のパケットが送信される。例えば、ＧＳＭシステムでは、ＳＩＤフレーム（無音記述子）によって休止を識別することができる。その結果、休止後にスピーチが開始されて、できるだけ速く受信器へ送信されることになる。これは、コールの両当事者が同時に話し始めるおそれを低減する。本発明の通常の手順が再開され、即ちパケットのペイロード部分がいっぱいにパックされたときに、受信器は、その事象を１つのスピーチフレームの不存在として見る。この場合に、ＧＳＭシステムに使用される不良スピーチフレーム置き換え方法を適用することもできる。１つのスピーチフレームの不存在は、聞くだけでは検出できないことが経験的に分かっている。各スピーチフレームが特定のパケットとして送信される時間は、約１秒であるのが最も適当である。大きな遅延は、不存在のスピーチフレームに置き換えるべきときを遅らせ、従って、スピーチの理解を改善する。他方、大きな遅延は、システムの効率を低下させる。本発明は、パケットネットワークの容量をできるだけ効率的に使用する方法を提供する。ネットワークの負荷は、僅かな時間部分に対してピークになるだけである。本発明の１つの好ましい実施形態によれば、各スピーチフレームは、次の条件の１つ又は多数が有効である場合に特定のパケットにおいて送信される。 − 加入者が、パケットネットワークで特定される高い又は最高のサービスの質（ＱｏＳ）を有する； − ネットワークが、例えば、夜間に未使用の容量を有する； − サービスの質がネットワークの他の何らかの部分で悪く、どこかでサービスを改善することによりそれが補償される； − パケットペイロードの長さがスピーチフレームの長さに本質的に対応するか又はそれより約２０％だけ長い。本発明は、ＧＳＭシステムのスピーチフレームがＡＴＭネットワークにおいて送信される場合について一例として説明した。この同じ技術を音楽及び映像信号の送信にも使用できることが当業者に明らかであろう。この場合に、特定の長さの信号サンプルを形成するデバイスがエンコーダに代わって使用され、そしてデコーダは、サンプルからオリジナル信号に対応する信号を発生するデバイスを指す。ＡＴＭネットワークにおけるセルの長さは固定である。或いは又、パケットネットワークは、パケットの長さが可変であるインターネットでもよい。サンプルをデコーダへ通す前に、スピーチフレームを処理する転送デバイス、例えば、音声メールシステムＶＭＳにサンプルを送り込むことができる。それ故、本発明及びその実施形態は、上記の例に限定されるものではなく、請求の範囲内で変更し得るものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年４月２１日（１９９８．４．２１）【補正内容】請求の範囲１. スピーチ、音声及び／又は映像信号をパケットネットワークのパケットとして送信する方法において、送信されるべき信号を、トラフィックフレームに挿入されるパラメータグループへとエンコードし、トラフィックフレーム及び／又はトラフィックフレームの一部分をパケットのペイロード部分に挿入しそしてパケットを行先へ送信し、少なくとも１つの全又は部分トラフィックフレームに加えて少なくとも１つの部分トラフィックフレームから少なくとも幾つかのパケットのペイロード部分を形成し、上記全又は部分トラフィックフレームは、パケットのペイロード部分が実質的にいっぱいになるまで同じ信号で形成され、行先において受信したパケットのペイロードからトラフィックフレームを分離し、そしてトラフィックフレームのパラメータグループをデコーダに送り、オリジナルのスピーチ、音声及び／又は映像信号を対応的に形成する、という段階を備えたことを特徴とする方法。 2. 受信したパラメータグループは行先にバッファされ、そして本質的に等しい間隔でデコーダへ通過される請求項１に記載の方法。 3. バッファされたパラメータグループの通過は、それらパラメータグループが、平均で、それらが受け取られるのと同じ周波数でデコーダへ通過されるように、受信したパケットに基づいて同期される請求項２に記載の方法。 4. 接続の始めに且つ送信されるべき信号の休止の後に、０．５ないし２秒の周期、好ましくは、約１秒の周期にわたり、各トラフィックフレームが特定のパケットにおいて搬送され、これにより、休止の終了ができるだけ速く受信器へ送られる請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。 5. パケットネットワークにおけるパケットの長さは固定である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 6. パケットネットワークはＡＴＭネットワークでありそしてパケットはＡＴＭセルである請求項５に記載の方法。 7. パケットのペイロード部分は、少なくとも２つの全トラフィックフレームで形成され、その合成長さは、ほぼ所定のスレッシュホールド値であって、好ましくは、パケットのペイロードの長さより約２０％小さい請求項５又は６に記載の方法。 8. パケットネットワークにおけるパケットの長さは可変である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 9. パケットネットワークはインターネットネットワークであり、パケットはインターネットパケットであり、そしてパケットのペイロード部分の長さは、トラフィックフレームの長さの倍数に対応するようにセットされる請求項８に記載の方法。 10．行先において受信したパケットのペイロードから分離されたトラフィックフレームは、音声メールシステム（ＶＭＳ）のようなメモリ手段を経てデコーダへ通される請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。 11．ベースステーションは、トランスコーダのアドレスをパケットのヘッダにそしてトランスコーダをベースステーションのアドレスにリンクし、この場合に、ベースステーションとトランスコーダとの間に送信リンクが設けられる請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。 12．送信側のベースステーションは、受信側のベースステーションのアドレスをパケットのヘッダにリンクし、この場合に、２つのベースステーション間に送信リンクが直接設けられる請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。 13．各スピーチフレームは、次の条件の１つ又は多数が有効である場合に、即ち、 − 加入者が、高い又は最高のサービスの質（ＱｏＳ）を有する； − ネットワークが未使用の容量を有する； − サービスの質がネットワークの他の何らかの部分で悪い； − パケットペイロードの長さがスピーチフレームの長さに本質的に対応するか又はそれより約２０％だけ長い；場合に、特定のパケットにおいて送信される請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者ラウハーラクリスチャンフィンランドエフイーエン―02600 エスプーティムプリンクーヤ１アー24

Claims

【特許請求の範囲】 1. スピーチ、音声及び／又は映像信号をパケットネットワークのパケットとして送信する方法において、送信されるべき信号を、トラフィックフレームに挿入されるパラメータグループへとエンコードし、トラフィックフレーム及び／又はトラフィックフレームの一部分をパケットのペイロード部分に挿入しそしてパケットを行先へ送信し、パケットのペイロード部分が本質的にいっぱいになるまで、同じ信号で形成された少なくとも２つのトラフィックフレーム又はトラフィックフレームの一部分で少なくとも幾つかのパケットのペイロード部分を形成し、行先において受信したパケットのペイロードからトラフィックフレームを分離し、そしてトラフィックフレームのパラメータグループをデコーダに送り、オリジナルのスピーチ、音声及び／又は映像信号を対応的に形成する、という段階を備えたことを特徴とする方法。 2. 受信したパラメータグループは行先にバッファされ、そして本質的に等しい間隔でデコーダへ通過される請求項１に記載の方法。 3. バッファされたパラメータグループの通過は、それらパラメータグループが、平均で、それらが受け取られるのと同じ周波数でデコーダへ通過されるように、受信したパケットに基づいて同期される請求項２に記載の方法。 4. 接続の始めに且つ送信されるべき信号の休止の後に、０．５ないし２秒の周期、好ましくは、約１秒の周期にわたり、各トラフィックフレームが特定のパケットにおいて搬送され、これにより、休止の終了ができるだけ速く受信器へ送られる請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。 5. パケットネットワークにおけるパケットの長さは固定である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 6. パケットネットワークはＡＴＭネットワークでありそしてパケットはＡＴＭセルである請求項５に記載の方法。 7. パケットのペイロード部分は、少なくとも２つの全トラフィックフレームで形成され、その合成長さは、ほぼ所定のスレッシュホールド値であって、好ましくは、パケットのペイロードの長さより約２０％小さい請求項５又は６に記載の方法。 8. パケットネットワークにおけるパケットの長さは可変である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 9. パケットネットワークはインターネットネットワークであり、パケットはインターネットパケットであり、そしてパケットのペイロード部分の長さは、トラフィックフレームの長さの倍数に対応するようにセットされる請求項８に記載の方法。 10．行先において受信したパケットのペイロードから分離されたトラフィックフレームは、音声メールシステム（ＶＭＳ）のようなメモリ手段を経てデコーダへ通される請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。 11．ベースステーションは、トランスコーダのアドレスをパケットのヘッダにそしてトランスコーダをベースステーションのアドレスにリンクし、この場合に、ベースステーションとトランスコーダとの間に送信リンクが設けられる請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。 12．送信側のベースステーションは、受信側のベースステーションのアドレスをパケットのヘッダにリンクし、この場合に、２つのベースステーション間に送信リンクが直接設けられる請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。 13．各スピーチフレームは、次の条件の１つ又は多数が有効である場合に、即ち、 − 加入者が、高い又は最高のサービスの質（ＱｏＳ）を有する； − ネットワークが未使用の容量を有する； − サービスの質がネットワークの他の何らかの部分で悪い； − パケットペイロードの長さがスピーチフレームの長さに本質的に対応するか又はそれより約２０％だけ長い；場合に、特定のパケットにおいて送信される請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。