JP4101842B2 - 移動通信システムにおける音声データを伝送するための同期化方法及びシステム - Google Patents
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Description
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求を受信すると、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る。また、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受信するために提供される。
本発明の他の目的は、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で音声データフレームを送受信する間に発生される時間遅延を補償するための時間同期化方法及び時間同期化システムを提供することにある。
本発明の次世代移動通信システムによると、従来の交換機は、呼制御及び移動性制御を担当する交換エミュレータ(MSC emulator(MSCe)又はメディアゲートウェイコントロール(MGC))と、音声データをアナログ信号/ディジタル信号からディジタル信号/アナログ信号へ変換して伝送(forwarding)するメディアゲートウェイ(Media Gateway;MGW)とに分けられる。従って、従来技術の交換機と基地局制御器との間の音声情報を伝送するためのベアラーインターフェースは、本発明のメディアゲートウェイと基地局制御器との間のインターフェースに相当する。そして、移動端末から/へ送受信される音声情報を伝送するために、メディアゲートウェイと基地局制御器との間の伝送状態及びパケット到着シーケンスを確認することができるフレームプロトコルが新たに設定される。また、本発明の次世代移動通信システムは、符号分割多重接続(Code Division Multiple Access;CDMA 2000 1x)のLMSD(Legacy MS Domain)システムであって、無線接続網(Radio Access Network;RAN)と基幹回線網(Core Network;CN)との間のネットワーク参照モデル(Network Reference Model)を通して示す。このような次世代移動通信システム(以下、“CDMA 2000 1x”と称する)について添付図面を参照して詳細に説明する。
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。
パケット制御装置150は、外部インターネット網に接続されたパケットデータサービスノード160と連動し、ハンドオフを制御して管理し、移動端末のパケットデータサービスプロフィールを管理する。
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。
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。
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。
図4Aを参照すると、逆方向フレームメッセージ(A2p Frame_Reverse)は、基地局制御器からメディアゲートウェイへ伝送されるメッセージであり、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んでいる。また、逆方向フレームメッセージは、逆方向レイヤー3データ情報(Reverse Layer 3 Data Information)、フレームプロトコル制御手順情報、時間同期化情報、及び失敗原因情報を選択的に含む。ここで、上記逆方向レイヤー3データ情報要素は、内部帯域シグナリング(In-band signaling)が遂行される場合、A2pインターフェース上で多重化を遂行するための伝送率の減少のために伝送される情報の要素である。このような逆方向レイヤー3データ情報要素を図4Bを参照して説明すると、下記の通りである。
“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。
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、A2p順方向フレームメッセージを基地局へ伝送する。上記A2p順方向フレームメッセージの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、ユーザデータ(例えば、音声データフレーム)は、フレームプロトコルの制御情報(シグナリングメッセージ及び/又は付加データ)とともに同一のメッセージを通して伝送する。このような内部帯域シグナリングを使用して同期化する場合、フレームプロトコルの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)情報、フレームプロトコル処理情報、及び時間同期化情報を選択的に含む。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。
“伝送率調節応答(Rate_Reduction_Ack)メッセージ”は、DB(Dim and Burst)方式のために、基地局制御器の伝送率減少要求に対する応答フィールドである。上記伝送率減少要求が該当フレームの伝送率を減少させるために許容されると、 “伝送率調節応答(Rate_Reduction_Ack)”の値は、“1”として設定され、そうでない場合であるか、又は基本値である場合、伝送率調節応答の値は、“0”として設定される。
上記フレームプロトコル制御手順情報において、フレームプロトコル制御番号は、フレームプロトコル制御形態が割り当てられている場合の該当フレーム番号を示すフィールドである。
“フレームプロトコル制御手順(Frame_Protocol_Control_Procedure)”は、伝送されたメッセージに含まれたフレームプロトコルの制御状況を示す。“フレームプロトコル制御手順(Frame_Protocol_Control_Procedure)”は、下記表6の通りである。
図6Bは、フレームプロトコル制御手順フィールドが時間同期化のために設定される場合、A2p順方向/逆方向フレームメッセージに付加される時間同期化情報(Time Synchronization Information)の構成を示す。
図6Cは、本発明の実施形態によるフレームプロトコルのA2p逆/順方向フレームメッセージに含まれたメッセージエラーチェックに関する情報を示す図である。
図7Aは、本発明の実施形態に従って同期化のためのフレームプロトコルのAmp同期化要求メッセージを示す。
図8は、 本発明の実施形態によるフレームプロトコルの外部帯域シグナリングを使用する場合の時間同期化応答メッセージを示す。
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共に伝送する内部帯域シグナリング(In-band signaling)を用いる場合の時間同期化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。
ステップ914で、メディアゲートウェイ131は、該当移動端末110の時間同期化制御を遂行すると、時間同期化応答をA2p順方向フレームメッセージに挿入して基地局制御器121へ伝送する。
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、着信側と音声通話を遂行する。
ステップ1015で、基地局制御器121は、ステップ1011で遂行された方法と同様に、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。その後、ステップ1016で、メディアゲートウェイ131は、ステップ1012で遂行された方法と同様に、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。
フレームを受信する基地局制御器121及びメディアゲートウェイ131は、順方向と逆方向リンクで要求された遅延量又は基本単位時間(例えば、500μs又は0.125ms)の個数を順方向/逆方向フレームメッセージを通して相互に通知する。
図11を参照すると、ステップ1100で、基地局制御器121は、メディアゲートウェイ131から不一致したタイミングで遅延の大きさ又は基本単位時間の個数程度の大きさに関する情報を含む順方向フレームを受信する。
一方、メディアゲートウェイ131が受信した時間同期化制御フレーム(すなわち、制御情報を含む逆方向フレーム)が正常に処理されない場合、メディアゲートウェイ131は、該当原因に関する情報を含む“NACK”をA2p順方向フレームメッセージ又はAmp時間同期化応答メッセージを通して基地局制御器121へ伝送する。
121…基地局制御器
131…メディアゲートウェイ
133…トランスコーダー
132…交換エミュレータ
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 (28)
- 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へ/から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、前記音声信号のデータフレームの送受信時の遅延による送/受信時間を同期化する方法であって、
前記基地局制御器が前記移動端末から受信された音声信号のデータフレーム及び順方向遅延に関する情報を前記メディアゲートウェイへ伝送するステップと、
前記メディアゲートウェイが着信側から音声信号のデータフレームを受信する場合、逆方向遅延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、
前記基地局制御器及び前記メディアゲートウェイが前記順方向遅延及び逆方向遅延に関する情報を受信して前記同期化に対する制御を遂行するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記順方向遅延に関する情報は、前記メディアゲートウェイから受信された前記音声信号の順方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記逆方向遅延に関する情報は、前記基地局制御器から受信された前記音声信号の逆方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項1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へ/から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音声信号のデータフレームの送/受信時の遅延による送/受信時間を同期化する方法であって、
前記メディアゲートウェイから受信された前記音声信号の順方向データフレームが同期化されるか否かを確認するステップと、
前記順方向音声データフレームが同期化されない場合、順方向遅延に関する情報を指定し、前記指定された順方向遅延に関する情報と移動端末から受信された音声信号の逆方向データフレームを前記メディアゲートウェイへ通知するステップと、
前記順方向音声データフレームが連続的に同期化されない場合、前記メディアゲートウェイへ時間同期化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時間同期化の要求に従って、前記逆方向音声データフレームに対して時間同期化制御を遂行し、時間同期化応答情報を受信するステップと、
前記時間同期化応答情報を用いて前記順方向音声データフレームを同期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方法。 - 前記順方向遅延に関する情報は、前記メディアゲートウェイから受信された前記音声信号の順方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 前記メディアゲートウェイに時間同期化を要求するステップは、
あらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報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とも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、時間同期化情報及び時間遅延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6記載の方法。
- 前記メディアゲートウェイに時間同期化を要求するステップは、
前記基地局制御器があらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報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は別途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第1のインターフェースとは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、時間同期化情報及び移動端末識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項8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へ/から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音声信号のデータフレームの送/受信時の遅延による送/受信時間を同期化する方法であって、
前記基地局制御器から受信された前記音声信号の逆方向データフレームが同期化されるか否かを確認するステップと、
前記逆方向音声データフレームが同期化されない場合に逆方向遅延に関する情報を指定し、前記指定された逆方向遅延に関する情報と音声信号の順方向データフレームを基地局制御器に通知するステップと、
前記逆方向音声データフレームが連続的に同期化されない場合、前記基地局制御器から同期化要求を受信するステップと、
前記同期化要求に従って前記逆方向音声データフレームに対して時間同期化制御を遂行し、時間同期化応答情報を順方向音声データフレームに指定して前記基地局制御器へ伝送するステップと、
前記時間同期化応答情報に従って前記基地局制御器から同期化された前記逆方向音声データフレームを受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記逆方向遅延に関する情報は、前記基地局制御器から受信された前記音声信号の逆方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記基地局制御器から同期化要求を受信するステップは、
前記基地局制御器があらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報を逆方向フレームメッセージに指定し、前記メディアゲートウェイが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ともに前記基地局制御器から受信することを特徴とする請求項10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、時間同期化及び時間遅延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12記載の方法。
- 前記基地局制御器から同期化要求を受信するステップは、
前記基地局制御器があらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報を逆方向フレームメッセージに指定し、前記メディアゲートウェイが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は別途に受信することを特徴とする請求項10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第1のインターフェースとは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、時間同期化情報及び移動端末識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項14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へ/から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、前記音声信号のデータフレームの送受信時の遅延による送/受信時間を同期化するシステムであって、
前記移動端末から受信された音声信号のデータフレーム及び順方向遅延に関する情報を前記メディアゲートウェイへ伝送し、前記順方向遅延及び逆方向遅延に関する情報を受信して前記同期化に対する制御を遂行する前記基地局制御器と、
メディアゲートウェイが着信側から音声信号のデータフレームを受信する場合、逆方向遅延に関する情報を前記基地局制御器へ伝送し、前記順方向遅延及び逆方向遅延に関する情報を受信し、前記同期化に対する制御を遂行する前記メディアゲートウェイと
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記順方向遅延に関する情報は、前記メディアゲートウェイから受信された前記音声信号の順方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項16記載のシステム。
- 前記逆方向遅延に関する情報は、前記基地局制御器から受信された前記音声信号の逆方向データフレームの実際到着時間及び予想到着時間を用いて計算された差分値として設定されることを特徴とする請求項16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から受信された前記音声信号の順方向データフレームが同期化されるか否かを確認し、前記順方向音声データフレームが連続的に同期化されない場合、前記メディアゲートウェイに時間同期化を要求し、前記時間同期化の要求に従って前記メディアゲートウェイによって調節された伝送タイミングに関する情報を受信して順方向音声データフレームを同期化し、前記順方向音声データフレームを前記移動端末へ伝送することを特徴とする請求項16記載のシステム。 - 前記基地局制御器が前記メディアゲートウェイへ時間同期化を要求すると、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逆方向データフレームの同期化を要求する情報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とも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、時間同期化及び時間遅延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20記載のシステム。
- 前記基地局制御器が前記メディアゲートウェイへ時間同期化を要求すると、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逆方向データフレームの同期化を要求する情報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第1のインターフェースとは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、時間同期化情報及び移動端末識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項22記載のシステム。
- 前記メディアゲートウェイは、
前記基地局制御器から受信された前記音声信号の逆方向データフレームが同期化されるか否かを確認し、前記逆方向音声データフレームが連続的に同期化されない場合、前記基地局制御器から同期化要求を受信し、前記逆方向音声データフレームに対して時間同期化制御を遂行し、前記時間同期化応答情報を順方向音声データフレームに指定して前記基地局制御器へ伝送し、前記時間同期化応答情報に従って前記基地局制御器から同期化された前記逆方向音声データフレームを受信することを特徴とする請求項16記載のシステム。 - 前記メディアゲートウェイが前記基地局制御器から同期化要求を受信すると、前記メディアゲートウェイは、前記基地局制御器によりあらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報を逆方向フレームメッセージに指定し、前記メディアゲートウェイは、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前記逆方向フレームメッセージをともに受信することを特徴とする請求項24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、時間同期化及び時間遅延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25記載のシステム。
- 前記メディアゲートウェイが前記基地局制御器から同期化要求を受信すると、前記メディアゲートウェイは、前記基地局制御器によりあらかじめ設定された時間の間に前記逆方向データフレームの同期化を要求する情報を逆方向フレームメッセージに指定し、前記メディアゲートウェイは、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は別途に受信することを特徴とする請求項24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第1のインターフェースとは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、時間同期化情報及び移動端末識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項27記載のシステム。
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