JP2006514807A - 移動通信システムにおけるシグナリングメッセージ及び付加データを多重化して伝送する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、CDMA2000 1xは、基地局20と連動して移動端末が送受信する音声及びデータを該当目的地と交換する交換機(Mobile Switching Center;MSC)30と、外部インターネット網とのインターフェース機能を遂行するパケットデータサービスノード(Packet Data Service Node;PDSN)40とを含む。また、CDMA2000 1xは、交換機30からデータ伝送の要請を受信すると、サーキットデータ及びパケットデータを相互に変換し、この変換されたデータを伝送する整合装置(Interworking Function;IWF)50と、パケットデータサービスノード40と基地局20との間に接続されて音声信号及びデータをインターフェースするパケット制御装置(Packet Control Function;PCF)60と、を含む。
交換機30と基地局制御器21との間には、A1インターフェース及びサーキットデータ専用であるユーザ情報A2/A5インターフェースが設定され、A3インターフェースは、端末にソフトハンドオフが発生する間に、逆方向フレームの選択及び順方向フレームの伝送の際に基地局制御器と他の基地局との間の制御信号及びユーザデータを同時に送信可能にするインターフェースと定義されている。
基地局制御器21は、トランスコーダー(又は、ボコーダ)23を含む。トランスコーダー(又は、ボコーダ)23は、無線区間を通して端末が伝送した無線ボコーダ(例えば、EVRC、SMV、又はQ−CELP)フレームを基地局制御器21が無線ボコーダフレームを受信した後に、有線集中網への伝送のために無線ボコーダではない代表的な有線ボコーダであるPCMボコーダフレームへの変換機能を遂行する。従来の基地局制御器と交換機との間の伝送路は、TDM方式の伝送路が使用されているので、移動端末の無線ボコーダが生成したフレームが伝達されることができない。すなわち、使用される帯域が13kbps未満の無線ボコーダで生成されたフレームは、基地局制御器のトランスコーダーで生成されたフレームで64kbps帯域をすべて使用して伝送される。
さらに、従来の回線に基づくシステムでは、インターネット/マルチメディアサービスの高速のパケットデータの伝送が難しいので、最近では、IP網のようなパケットに基づく移動通信システムに発展している。このような高速のパケットデータサービスのためには、従来のシステムでのように、基地局制御器でトランスコーダーを使用して音声信号を変換すると、帯域の浪費をもたらすので、新たなシステムの実現が要求された。
本発明の他の目的は、IPに基づく次世代移動通信システムにおいて、メディアゲートウェイと基地局制御器との間に音声情報を送受信すると、音声データフレームを処理することができるフレームプロトコルを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、パケットに基づく伝送方式を使用するメディアゲートウェイと基地局制御器との間の音声データの伝送中に、シグナリングメッセージ及び付加データを多重化する方法及びシステムを提供することにある。
図2に示すように、CDMA 2000 1xシステムは、基地局制御器121、メディアゲートウェイ131、交換エミュレータ132、パケットデータサービスノード(Packet Data Service Node;PDSN)160、及びパケット制御装置(Packet Control Function;PCF)150を含む。
交換エミュレータ132は、呼制御信号、移動性制御信号、及びメディアゲートウェイ131を制御する信号を交換する。
交換エミュレータ132と基地局制御器121との間のインターフェースは、従来のA1インターフェースに対応する“A1p”インターフェースであり、基地局制御器121とメディアゲートウェイ131との間のインターフェースは、従来のA2インターフェースに対応する“A2p”インターフェースである。そして、基地局制御器121とメディアゲートウェイ131との間に“Amp”インターフェースを設定してベアラー(Bearer)の設定、保持、及び管理のための外部帯域シグナリングを遂行する。ここで、上記“Amp”インターフェースで定義された機能は、A2pインターフェースのフレームプロトコルで内部帯域シグナリングによって遂行されることもできる。このような“A1p”、“A2p”、及び“Amp”インターフェースは、一般的な回線に基づくインターフェースではなく、パケット(ATM又はIP)に基づくインターフェースである。
上記プロトコルスタックにおいて、本発明に適用される“ケース1”について説明し、ケース2についての説明は省略するものとする。
“A2p”インターフェースのプロトコルスタックにおいて、RTP*(Real time Transport Protocol*)及びGRE*(Generic Route Encapsulation*)は、従来のRTP及びGREの機能を多少変更して使用し、これは、単一のポートで複数のユーザのデータを多重化する機能及び従来のRTP及びGREのすべての機能を必要としないことを意味する。
一番目に、フレームプロトコルは、音声データ情報を送信する前にフレームを形成して伝送する機能を有し、該当フレームを受信した後、該当フレームを制御情報及び音声データ情報に分離して解釈する機能を有している。
二番目に、フレームプロトコルは、基地局制御器とメディアゲートウェイとの間で音声データが伝送される前に、伝送路のサービス品質(Quality of Service;QoS)を指定する機能とフレームを送受信する時に送受信されたフレームの番号を指定する機能とを含む初期化機能を有している。
三番目に、フレームプロトコルは、実時間で音声データ情報を送受信する時に発生する遅延問題を解決するために遅延に関する報告を通じて実際送受信が行われる間の同期の設定及び保持を遂行する機能を有している。
四番目に、フレームプロトコルは、移動端末に含まれたボコーダの伝送率及び伝送モードが変換されるとき、移動端末のボコーダと整合するように、メディアゲートウェイに含まれたボコーダの伝送率及び伝送モードを変換するためのボコーダ伝送制御機能を有している。
五番目に、フレームプロトコルは、DB(Dim and Burst)及びBB(Blank and Burst)方式にて基地局制御器で生成されたシグナリングメッセージ及び付加データ(Secondary Traffic)を音声データフレームと多重化して移動端末へ伝送するために、メディアゲートウェイから伝送される音声データの伝送率を特定の時間で調節する機能を有している。
まず、本発明による伝送率の調節(すなわち、減少)のためのフレームプロトコルの一例を添付図面を参照して説明する。
図4Aは、本発明の実施形態による伝送率の減少のためのフレームプロトコルのA2p逆方向フレームメッセージを示し、図4Bは、図4Aに示すA2p逆方向フレームメッセージ情報の‘逆方向レイヤー3データ’情報を示す。
“シグナリングメッセージ及び付加トラフィック(Signaling Message/Secondary Traffic)”は、上記“シグナリングメッセージ/付加トラフィックの値が‘1’として設定される場合、挿入されたシグナリングメッセージ又は付加データ(付加トラフィック)を示す。
一方、フレームプロトコル制御手順を遂行する間に、A2pインターフェース上で内部帯域シグナリング(In-band signaling)を使用してデータを処理する場合、メディアゲートウェイは、上記伝送率減少要求メッセージに応じて基地局へ伝送率減少応答メッセージを伝送する。上記伝送率減少応答メッセージに対する情報要素について説明すると、下記の通りである。
内部帯域シグナリングにおいて、音声データ及びフレームプロトコルの制御情報は、同一のメッセージを通して伝送される。このような内部帯域シグナリングを使用して伝送率を減少する場合、フレームプロトコルの順方向フレームメッセージフォーマットは、図5Aに示すように、メッセージタイプ(Message Type)及びメッセージエラーチェック(Message CRC)に関連した情報を必須的に含み、また、順方向レイヤー3データ(Forward Layer 3 data)を選択的に含む。このような順方向レイヤー3データの情報要素を図5Bを参照して説明すると、下記の通りである。
“伝送率減少応答(Rate_Reduction_Ack)フィールド”は、DB(Dim and Burst)方式を使用するために、メディアゲートウェイが基地局制御器から受信された伝送率減少要求を許容する場合、“1”として設定され、前記伝送率減少要求に従って前記伝送率を減少させる。そうでない場合であるか、又は基本値である場合、伝送率減少応答フィールドは、“0”として設定される。
“スケーリング(Scaling)”は、メディアゲートウェイがパケット到着時間エラー(Packet Arrival Time Error;PATE)の値のための時間スケールを指定するフィールドである。このような“スケーリング”の値は、上記表3に示されたものと同一である。
“フレーム内容(Frame Content)”は、情報ビットの数及びコードシンボル反復率を示すフィールドである。基地局制御器とメディアゲートウェイとの間の内部帯域シグナリングのために使用されるフレームのタイプは、上記表4及び表5に示すようなものと同一である。
また、上記順方向レイヤー3データ情報は、上述した情報要素の以外に、順方向リンク情報要素(Forward Link Information + Layer 3 fill)を選択的に含むことができる。
図6を参照すると、上記メッセージエラーチェックは、メッセージタイプ及び順方向レイヤー3データ(Forward Layer 3 Data)に適用される標準16ビット情報を有し、該当メッセージ及びレイヤー3データ情報要素を確認する。このような確認のために、生成多項式“g(x)= x16+x12+x5+1”を使用する。
図7Aを参照すると、“メッセージタイプ”は、Ampインターフェースを介して伝送される伝送率減少要求(Rate Reduction Request)メッセージを示す1バイトの情報である。“呼接続番号(Call Connection Reference)は、基地局制御器及びメディアゲートウェイ上で該当移動端末の音声呼接続番号を示す情報であって、該当フィールドは、下記表6の通りである。
図7Bを参照すると、Amp伝送率減少応答メッセージは、Amp伝送率減少要求を許容することができない時に挿入される失敗原因(Cause)情報要素を除外すると、Amp伝送率減少要求メッセージの情報要素と同一である。ここで、上記Amp伝送率減少要求を許容することができない場合に、上記失敗原因情報要素として挿入される各フィールドは、下記表10の通りである。また、基地局制御器とメディアゲートウェイとの間で発生する原因値は、下記表11の通りである。
まず、フレームプロトコルの伝送フレームに含まれた制御メッセージを上記伝送フレームと共に伝送する内部帯域シグナリングを用いる場合の伝送率を減少させる方法について添付図面を参照して説明する。
ステップ910で、移動端末110は、基地局制御器121とセッションを設定した後、着信側と音声通信を遂行する。
この後、ステップ911で、基地局制御器121は、移動端末110から受信された音声データフレームをA2p逆方向フレームメッセージに挿入し、前記A2p逆方向フレームメッセージをメディアゲートウェイ131へ伝送する。このとき、上記伝送されるA2p逆方向フレームメッセージは、上記受信された音声データの伝送率及び情報ビットを含む。そうすると、ステップ912で、メディアゲートウェイ131は、着信側のメディアゲートウェイ(図示せず)から音声データフレームを通して受信された情報ビット及び音声データの伝送率をA2p順方向フレームメッセージに挿入し、前記A2p順方向フレームメッセージを基地局制御器121へ伝送する。
ステップ916で、多重化されて伝送されるシグナリングメッセージ及び付加データが存在しない場合、基地局制御器121は、移動端末110から音声データフレームを通して受信された音声データの伝送率及び情報ビットをA2p逆方向フレームに正常にさらに挿入し、A2p逆方向フレームをパケットデータとしてメディアゲートウェイ131へ伝送する。
上述したように、本発明の実施形態では、音声信号及びデータを1つのメッセージによって伝送される内部帯域シグナリングを使用して音声データ伝送区間で信号及び付加データを多重化するための伝送率を減少させる方法を説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態態では、音声信号及びデータを信号処理インターフェース(以下、“Amp”と称する)上で別途のシグナリングメッセージとして伝送される外部帯域シグナリングを使用して多重化のための伝送率を減少させる方法を説明する。
ステップ1010で、移動端末110は、基地局制御器121とセッションを設定した後、着信側と音声通信を遂行する。
この後、ステップ1011で、基地局制御器121は、移動端末110から音声データフレームを通して受信された音声データの伝送率及び情報ビットを
A2p逆方向フレームメッセージに挿入し、上記A2p逆方向フレームメッセージをメディアゲートウェイ131へ伝送する。そうすると、ステップ1012で、メディアゲートウェイ131は、着信側のメディアゲートウェイから音声データフレームを通して受信された音声データの伝送率及び情報ビットをA2p順方向フレームメッセージに挿入し、上記A2p順方向フレームメッセージを基地局制御器121へ伝送する。
ステップ1016で、メディアゲートウェイ131は、決定された動作時間に合わせて着信側のメディアゲートウェイ131から音声データフレームを通して受信された減少された音声データの伝送率及び情報をA2p順方向フレームメッセージに挿入し、前記A2p順方向フレームメッセージを前記器直制御器へ伝送する。
このようなフレームプロトコルを用いて基地局制御器121とメディアゲートウェイ131との間の伝送率の減少のために、DB又はBB方式を用いて基地局制御器121とメディアゲートウェイ131との間の伝送率の減少の成功及び失敗手順について説明する。
ステップ1100で、メディアゲートウェイ131は、まず、最大伝送率で音声データを基地局制御器121へ伝送する。
ステップ1110で、基地局制御器121は、移動端末へ現在伝送されている音声データの以外に、基地局制御器121から該当移動端末へ多重化されて伝送される音声メッセージ又は付加データが生成される場合、基地局制御器121は、伝送率減少要求メッセージをメディアゲートウェイ131へ伝送する。ここで、上記伝送率減少要求メッセージは、伝送率及び動作時間などに関する情報を含み、このような情報は、図5A及び図7Aに示されている。
この後、ステップ1130で、メディアゲートウェイ131は、減少された伝送率でフレームを基地局制御器へ伝送し、これによって、基地局制御器121が音声データとともに音声メッセージ又は付加データを該当移動端末へ伝送するようにする。
131 メディアゲートウェイ
132 交換エミュレータ
133 トランスコーダー
150 パケット制御装置
160 パケットデータサービスノード
Claims (26)
- アナログ音声信号と符号化されたディジタル音声信号との間の相互変換を遂行するトランスコーダーを備えるメディアゲートウェイと、前記メディアゲートウェイ及びディジタル音声信号を送受信する基地局制御器とを含む移動通信システムにおいて、前記音声信号を移動端末へ伝送するとき、シグナリングメッセージ及び/又は付加データを多重化して伝送するための方法であって、
前記移動端末から伝送された音声信号及び前記音声信号の伝送率に関する情報を前記基地局制御器から前記メディアゲートウェイへ伝送するステップと、
着信側から伝送された音声信号及び前記音声信号の伝送率に関する情報を前記メディアゲートウェイから前記基地局制御器へ伝送するステップと、
前記基地局制御器が前記音声信号を送受信する間に、前記移動端末へ伝送するためのシグナリングメッセージ及び/又は付加データがあるか否かを検査し、伝送される前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データがある場合、前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データを前記音声信号と多重化して前記移動端末へ伝送するステップと、
から構成されることを特徴とする方法。 - あらかじめ設定された時間の間に前記メディアゲートウェイから前記基地局制御器へ伝送された前記音声信号の伝送率が減少されない場合、前記伝送される前記音声信号の代わりに前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データを前記音声信号の伝送区間に挿入して前記移動端末へ伝送するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記音声信号の代わりに前記移動端末へ伝送される前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データは、最大伝送率で伝送されることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データを前記音声信号と多重化して伝送するステップは、
あらかじめ設定された時間の間に前記メディアゲートウェイに伝送率の減少を要求するステップと、
前記メディアゲートウェイから伝送率の減少に対する応答を受信し、減少された伝送率に従って前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データを前記音声信号と多重化して前記移動端末へ伝送するステップと、を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記音声信号の伝送率を減少するように要求するステップは、
前記あらかじめ設定された時間の間に伝送率減少要求を逆方向フレームメッセージに指定し、前記逆方向フレームメッセージをあらかじめ設定されたフレームプロトコルの伝送フレームと共に伝送することを特徴とする請求項4記載の方法。 - 前記逆方向フレームメッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送するインターフェースを介して伝送され、減少要求に関する情報要素及び/又は伝送率の減少時間に関する情報要素を含む逆方向レイヤー3データ情報を含むことを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記伝送率減少要求メッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送する第1のインターフェースと別途に設定された第2のインターフェースを通して伝送され、伝送率減少に関する情報、及び/又は伝送率減少時間に関する情報要素、及び/又は移動端末の識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記伝送率減少要求メッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送する第1のインターフェースと別途に設定された第2のインターフェースを介して伝送され、伝送率減少に関する情報及び移動端末の識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
- アナログ音声信号と符号化されたディジタル音声信号との間の相互変換を遂行するトランスコーダーを備えるメディアゲートウェイと、前記メディアゲートウェイ及びディジタル音声信号を送受信する基地局制御器とを含む移動通信システムにおいて、前記基地局制御器が前記移動端末へ前記音声信号及びシグナリングメッセージ及び/又は付加データを多重化して伝送するための方法であって、
前記音声信号の以外に前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データがあるか否かを判断するステップと、
前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データがある場合、あらかじめ設定された時間の間に前記メディアゲートウェイに前記音声信号の伝送率の減少を要求するステップと、
前記メディアゲートウェイから前記音声信号の伝送率減少に対する応答を受信し、減少された伝送率に従って前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データを前記音声信号と多重化して前記移動端末へ伝送するステップと、
から構成されることを特徴とする方法。 - 前記メディアゲートウェイが前記音声信号の伝送率を減少するように要求するステップは、
前記あらかじめ設定された時間の間に伝送率減少要求を逆方向フレームメッセージに指定し、前記逆方向フレームメッセージをあらかじめ設定されたフレームプロトコルの伝送フレームと共に伝送することを特徴とする請求項9記載の方法。 - 前記逆方向フレームメッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送するインターフェースを介して伝送され、減少要求に関する情報要素及び/又は伝送率の減少時間に関する情報要素を含む逆方向レイヤー3データ情報を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記音声信号の伝送率を減少するように要求するステップは、
前記あらかじめ設定された時間の間に伝送率減少要求を伝送率減少要求メッセージに指定し、前記伝送率減少要求メッセージをフレームプロトコルの伝送フレームと別途に伝送することを特徴とする請求項9記載の方法。 - 前記伝送率減少要求メッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送する第1のインターフェースと別途に設定された第2のインターフェースを通して伝送され、伝送率減少に関する情報、及び/又は伝送率減少時間に関する情報要素、及び/又は移動端末の識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項12記載の方法。
- アナログ音声信号と符号化されたディジタル音声信号との間の相互変換を遂行するトランスコーダーを備えるメディアゲートウェイと、前記メディアゲートウェイ及びディジタル音声信号を送受信する基地局制御器とを含む移動通信システムにおいて、前記メディアゲートウェイが前記移動端末へシグナリングメッセージ及び/又は付加データを前記音声信号と多重化して伝送することができるように前記音声信号の伝送率を減少するための方法であって、
前記基地局制御器が前記音声信号の伝送率減少を要求する場合、前記音声データの伝送率を減少するステップと、
あらかじめ設定された時間の内に前記音声信号の伝送率減少要求に対する応答を前記基地局制御器へ伝送するステップと、
から構成されることを特徴とする方法。 - 前記減少された伝送率に対する結果は、順方向フレームメッセージに指定され、前記順方向フレームメッセージは、フレームプロトコルの伝送フレームと共に基地局制御器へ伝送されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記順方向フレームメッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送するインターフェースを介して伝送され、伝送率減少に関する結果情報要素、及び/又は前記あらかじめ設定された伝送率減少時間に関する情報要素を含む順方向レイヤー3データ情報を含むことを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記減少された伝送率に対する結果は、伝送率減少応答メッセージに指定され、前記伝送率減少応答メッセージは、フレームプロトコルの伝送フレームと別途に基地局制御器へ伝送されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記伝送率減少応答メッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送する第1のインターフェースと別途に設定された第2のインターフェースを介して伝送され、伝送率減少に関する結果情報、及び/又は伝送率減少時間に関する情報要素、及び/又は移動端末の識別番号に関する情報、及び/又は失敗原因に関する情報を含むことを特徴とする請求項17記載の方法。
- アナログ音声信号と符号化されたディジタル音声信号との間の相互変換を遂行するトランスコーダーを備えるメディアゲートウェイと、前記メディアゲートウェイ及びディジタル音声信号を送受信する基地局制御器とを含む移動通信システムにおいて、前記音声信号を移動端末に伝送するとき、シグナリングメッセージ及び/又は付加データを多重化して伝送するためのシステムであって、
着信側から伝送された音声信号及び前記音声信号の伝送率に関する情報を前記基地局制御器へ伝送する前記メディアゲートウェイと、
前記移動端末から伝送された音声信号及び前記音声信号の伝送率に関する情報を前記メディアゲートウェイに伝送し、前記基地局制御器が前記音声信号を送受信する中に、前記移動端末へ伝送するためのシグナリングメッセージ及び/又は付加データがあるか否かを検査し、伝送される前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データが存在する場合、前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データを前記音声信号と多重化して前記移動端末へ伝送する前記基地局制御器と、
から構成されることを特徴とするシステム。 - 前記基地局制御器は、あらかじめ設定された時間の間に前記メディアゲートウェイから前記基地局制御器へ伝送された前記音声信号の伝送率が減少されない場合、前記伝送される前記音声信号の代わりに前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データを前記音声信号の伝送区間に挿入して前記移動端末へ伝送することを特徴とする請求項19記載のシステム。
- 前記音声信号の代わりに前記移動端末へ伝送される前記シグナリングメッセージ及び/又は付加データは、最大伝送率で伝送されることを特徴とする請求項20記載のシステム。
- 前記基地局制御器は、あらかじめ設定された時間の間に前記メディアゲートウェイが伝送率を減少するように要求し、前記メディアゲートウェイから伝送率減少に対する応答を受信し、減少された伝送率に従って前記シグナリングメッセージ及び/又は前記付加データを前記音声信号と多重化して前記移動端末へ伝送することを特徴とする請求項19記載のシステム。
- 前記基地局制御器は、前記メディアゲートウェイが前記音声信号の伝送率を減少するように要求するために、前記あらかじめ設定された時間の間に伝送率減少要求を逆方向フレームメッセージに指定し、前記逆方向フレームメッセージをあらかじめ設定されたフレームプロトコルの伝送フレームと共に伝送することを特徴とする請求項19記載のシステム。
- 前記逆方向フレームメッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送するインターフェースを介して伝送され、減少要求に関する情報要素及び/又は伝送率の減少時間に関する情報要素を含む逆方向レイヤー3データ情報を含むことを特徴とする請求項23記載のシステム。
- 基地局制御器は、前記音声信号の伝送率を減少するように要求するために、前記あらかじめ設定された時間の間に伝送率減少要求を伝送率減少要求メッセージに指定し、前記伝送率減少要求メッセージをフレームプロトコルの伝送フレームと別途に伝送することを特徴とする請求項19記載のシステム。
- 前記伝送率減少要求メッセージは、前記音声信号のデータフレームを伝送する第1のインターフェースと別途に設定された第2のインターフェースを通して伝送され、伝送率減少に関する情報、及び/又は伝送率減少時間に関する情報要素、及び/又は移動端末の識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項25記載のシステム。
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