RU2187205C2 - Устройство и способ передачи пакетных речевых данных в системе мобильной связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству и способу для поддержания речевого обслуживания в системе мобильной связи для передачи пакетных речевых данных, которые могут поддерживать много речевых пользователей. Технический результат - повышение скорости пакетного информационного обслуживания в радиосреде. В способе передачи пакетных речевых данных при генерировании речевых данных назначается пакетный речевой канал и осуществляется вхождение в активное состояние, где пакетизированные речевые данные передаются в речевом канале. Если отсутствуют речевые данные за заранее определенный временной период во время нахождения в активном состоянии, назначенный речевой канал освобождается и осуществляется вхождение в неактивное состояние, где речевые данные не передаются. Если генерируются следующие речевые данные во время нахождения в неактивном состоянии, осуществляется вхождение в активное состояние речевого канала, где речевой канал назначается для передачи следующих речевых данных, и передаются речевые данные. 5 c. и 11 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Область изобретения
Настоящее изобретение относится в общем случае к устройству и способу для поддержания речевого обслуживания в системе мобильной связи и, в частности, к устройству и способу для передачи пакетных речевых данных, которые могут поддерживать много речевых пользователей.

Описание аналогов
В общепринятой мобильной телефонной системе, как и в обычном проводном телефонном обслуживании, в речевом протоколе линейного типа фиксированная полоса частот предоставляется от установки речевого вызова для отбоя речевого вызова. Это соответствует речевому обслуживанию по сети мобильной связи, такой как IS-95, GSM (Глобальная Система для Мобильной связи) и т.п. Когда вызов для речевого обслуживания устанавливается между мобильной станцией и базовой станцией, фиксированные радиоресурсы предоставляются, пока не будет отбоя вызова. Поэтому речевой протокол линейного типа предоставляет фиксированные ресурсы от установки вызова до отбоя вызова, как показано на фиг. 1. Фиксированный назначенный канал выделяется для пользователя, даже если пользователь не генерирует непрерывно речевой трафик, тем самым препятствуя другому пользователю использовать этот канал.

В общем случае речевой трафик состоит из периода разговора, где вырабатываются звуки, и из периода молчания, где звуки не вырабатываются. Хотя отношение периода разговора к периоду молчания меняется для нации или индивидуального пользователя, исследование и анализ характеристик пользователя предлагают, что отношение будет 300 мс : 700 мс или 1 с : 1,35 с.

Речевым обслуживанием линейного типа может быть рассмотрен наилучший путь для поддержки качества речи, потому что фиксированная полоса частот назначается все время. Однако с точки зрения пользователя это обслуживание оплачивается даже для периода молчания и поэтому пользователь платит за неиспользованные периоды. С точки зрения провайдера обслуживания эффективность полосы частот снижается за счет назначения фиксированного радиоресурса, причем фиксированный радиоресурс имеет очень малую полосу частот по сравнению с проводным обслуживанием.

Поэтому структуры обслуживания линейного типа нуждаются в смене пакетного типа, чтобы другие инициированные пользователи могли использовать полосу частот. Теоретически, в случае, когда отношение период разговора : глухой период = 300 мс : 700 мс, может поддерживаться втрое больше абонентов, а потому характеристика работы может быть радикально увеличена.

Однако в этой области достигнут медленный прогресс, потому что существующая схема предоставления радиоресурсов требует большой временной задержки и делает управление в реальном времени трудным. Это особенно верно в IS-95, способ управления которой использует 20 мс-ные управляющие сообщения. Система IS-95 выполняет управление процессами в общем канале и затем мультиплексирует сигнальный трафик и речевой трафик в один канал с помощью внутриполосной сигнализации при предоставлении обслуживания. Поэтому для того, чтобы поддерживать механизм отбоя канала трафика в течение периода молчания и назначения его в течение периода разговора, канал трафика должен быть получен через общий канал, когда наступает период разговора. В этом случае временная задержка происходит из-за получения канала на основании состязания. Вдобавок, если канал трафика дает отбой в течение периода молчания, управляющая информация не может быть передана из-за внутриполосной сигнализации. Кроме того, поскольку различные функции, включая управление мощностью, относятся к работе канала трафика, канал трафика не может динамически назначаться и освобождаться в общепринятой технологии. Использование 20 мс-ного управляющего сообщения навлекает задержку в несколько сотен миллисекунд из-за времени обработки в запрашиваемом назначении канала трафика и его освобождения в активном состоянии. Следовательно, качество речевого обслуживания не может быть гарантировано.

В проводной сети существуют другие общепринятые пакетные речевые протоколы. Они используют факт того, что речевое обслуживание имеет период молчания и период разговора, чтобы с их помощью эффективно использовать ограниченные полосы частот. Хотя линейная технология соединительного типа выставляет счета на основе времени, пакетные речевые протоколы выставляют счета пользователю на основе информации о действительном использовании сети посредством оценки пакетных блоков.

Пакетные речевые обслуживания, которые изучались до сих пор, разработаны и развиты для использования в проводных сетях. Обсуждалась поддержка этого обслуживания по радиосети, но пока не сделано никаких конкретных предложений. Это так потому, что структура существующего мобильного телефонного обслуживания не может поддержать основанную на пакетах технологию.

Существующее пакетное речевое обслуживание основано на "Пакетном Речевом Протоколе" G. 764 ITU-T (Международного Телекоммуникационного Союза). Это технология локальных вычислительных сетей (ЛВС) (LAN), созданная для широко используемых схем доступа к общему каналу, но пригодных для использования в проводной сети связи. Телефон Интернета, который является очень популярным пакетным речевым обслуживанием в Интернете, разработан на основе вышеуказанной технологии. Различия между телефоном Интернета и ITU-T G.764 состоят в том, что первый является протоколом уровня-2, тогда как последний использует RTR/RTCP (Протокол передачи в реальном времени/Протокол управления передачей в реальном времени) IETF (Рабочая группа инженеров Интернета) и создан как протокол уровня-4. Телефон Интернета предназначен для использования как часть TCP/IP (Протокол управления передачей/Межсетевой протокол) сети, поскольку RTR/RTCP создан на основе IETF, и для эффективного использования существующей IP сети. Однако телефон Интернета и ITU-T G.764 являются почти одинаковыми в работе.

Проблема с расширением ITU-T G.764 для радиосети заключается в том, что общепринятые проводные пакетные речевые протоколы на базе сети, такие как ITU-T G.764, характеризуются использованием общих каналов на основе состязания. Т.е. в Интернете или ЛВС используются общие каналы, и передача трафика осуществляется на базе состязания между пользователями. Поэтому нет необходимости в отдельных методе сохранения канала для приобретения общего канала и методе освобождения канала. В дополнение к этому способность окончания передачи обнаруживать присутствие или отсутствие состязания является свойством связи в обслуживании без соединения по проводной сети.

Когда в сети радиосвязи используется общий канал без резервирования, временная задержка, вызванная состязанием, может иметь большое воздействие. В радиосреде невозможно обнаружить состязание и основанная на состязании схема показывает плохую производительность. Поэтому очень сложно создать радиопакетный речевой протокол с помощью основанной на состязании схемы. В частности, рассматривая метод МДКР (многопользовательский доступ с кодовым разделением), управления мощностью и синхронизация делают невозможным поддержание пакетного речевого протокола на основе состязания с помощью общих каналов.

Кроме того, мобильная сеть радиосвязи требует передачу/прием сигналов и информацию управления для передачи речевого трафика, поддержания вызова и обмена информацией управления. Таким образом, трудно поддерживать общую схему состязания на основе канала. В особенности же передача мобильной станции от одной базовой станции к другой делает поддержку еще более сложной, потому что в передачу/прием информации, связанные с такой передачей мобильной станции, и в обработку сообщений включаются временная задержка и неудобство.

Поэтому пакетные речевые протоколы ITU-T G.764 или IETF RTP/RTCP, которые были разработаны на основе обычной проводной сети, трудны для использования и неэффективны в радиоканальной среде, использующей технологию МДКР.

Раскрытие изобретения
Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в обеспечении радиоустройства и способа пакетного протокола в системе мобильной связи, которые могут поддерживать речевое обслуживание в пакетах, используя протокол управления доступом к среде (УДС), поддерживающий высокоскоростное пакетное информационное обслуживание в радиосреде.

Для достижения этой и других целей в системе мобильной связи обеспечивается пакетный речевой способ связи. При генерировании речевых данных назначается пакетный речевой канал и осуществляется вхождение в активное состояние, где пакетированная речевая информация передается по речевому каналу. Если речевых данных нет в заранее определенном временном интервале в активном состоянии речевого канала, назначенный речевой канал освобождается и осуществляется вхождение в неактивное состояние, где никаких речевых данных не передается. Если следующие речевые данные генерируются в неактивном состоянии, осуществляется вхождение в активное состояние речевого канала и для передачи следующей речевой информации назначается речевой канал.

Краткое описание чертежей
Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут яснее из последующего подробного описания, рассматриваемого вместе с сопровождающими чертежами, на которых:
фиг.1 является диаграммой переходов состояния в речевом обслуживании поддерживающей структуры в общепринятой системе мобильной связи;
фиг.2 является диаграммой переходов состояния в пакетном речевом обслуживании поддерживающей структуры в общепринятой проводной сети связи;
фиг. 3 является диаграммой переходов состояния в протоколе управления доступом к среде, поддерживающем высокоскоростное пакетное информационное обслуживание;
фиг. 4 является диаграммой переходов состояния в физическом уровне, поддерживающем высокоскоростное пакетное информационное обслуживание;
фиг. 5 показывает структуру протокола связи, поддерживающего высокоскоростное пакетное информационное обслуживание согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг.6 показывает сборку и разборку речевого кадра переменной длины согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг.7 показывает структуру речевого пакета, в котором речевая информация передается к радиотерминалу согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг. 8 показывает структуру кадра управления доступом к среде для передачи пакетного речевого кадра согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг.9 показывает процедуру назначения пакетного речевого канала согласно протоколу управления доступом к среде и состояние физического канала согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг.10 является диаграммой переходов состояния ПБПРД согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг. 11 показывает синхронизацию для компенсации задержки на радиотерминале согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг.12 показывает задержку, производимую при приеме задержанного речевого кадра, согласно выполнению настоящего изобретения; и
фиг.13А, 13В и 13С показывают процедуры обработки речевых кадров, имеющих ошибки, согласно выполнению настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного выполнения
Предпочтительное выполнение настоящего изобретения будет описано ниже со ссылками на сопровождающие чертежи. В последующем описании общеизвестные функции или конструкции не описаны подробно, поскольку они затеняли бы изобретение ненужными деталями.

Следует отметить, что последующее описание настоящего изобретения основано на стандарте TIA CDMA 2000. Однако настоящее изобретение также применимо для всех систем, поддерживающих высокоскоростные пакетные данные.

Логический выделенный канал сигнализации (ВКС) назначается только в состоянии удержания управления и назначается мобильной станции. ВКС используется для передачи/приема сообщения управления и работает на основе 20 мс-ного сообщения. Логический выделенный канал управления доступом к среде (ВКУДС) является выделенным каналом, назначенным мобильной станции только в состоянии удержании управления. ВКУДС используется для передачи/приема сообщения управления уровня УДС и управления выделенным каналом трафика (ВКТ) и работает на основе 5 мс-ного сообщения. Общий канал управления допуском к среде (ОКУДС) разделяется между множеством мобильных станций и назначается только в состоянии ожидания/бездействия. ОКУДС используется для передачи/приема сообщения управления уровня УДС и работает на основе 20 мс-ного сообщения. ВКС является выделенным каналом, назначаемым мобильной станции только в активном состоянии и используемым для приема/передачи трафика. Общий канал трафика (ОКТ) назначается как общий для мобильной станции только в состоянии бездействия и используется для передачи/приема трафика. Физический канал - выделенный управляющий канал (ВУК) - соотносится с логическим каналом ВКС и ВКУДС, и ВУК работает как передача 20 мс-ного сообщения и 5 мс-ного сообщения.

Перед представлением описания значимых логических каналов в уровне УДС CDMA 2000 следует отметить, что "о" и "п" выбраны для обратного канала и прямого канала для их различения.

Выделенный управляющий канал (ВУК) назначается как выделенный для каждой мобильной станции. ВУК получается в результате использования канальной полосы частот только когда имеется трафик в режиме непрерывной передачи (НП). ВУК соотносится с ВКС/ВКУДС. Общий управляющий канал (ОУК) является каналом, который каждая мобильная станция получает на базе состязания и соотносится с ОКУДС. Основной канал (ОК) является каналом, у которого обеспечивается обратная совместимость с IS-95, и который передает/принимает трафик и информацию управления. Дополнительный канал (ДК) соответствует дополнительному каналу IS-95, основан на внеполосной схеме, в которой трафик в основном передается, и является динамически назначаемым и освобождаемым с помощью ВКУДС.

Фиг. 3 является диаграммой переходов состояния в протоколе УДС для CDMA 2000. Как показано на фиг.3, переход состояния определяется тем, зарезервирован канал или нет. Каждый переход выполняется таймером или искусственным примитивным действием.

По фиг. 3 нулевое состояние 311 является состоянием перед установлением вызова, где нет состязания и информации. В состоянии 312 инициализации выполняются согласование для обработки вызова и другие действия по запросу на инициализацию пакетного обслуживания в общих каналах. Вскоре после того, как завершено согласование каналов, ВКС/ВКУДС соединяется и канал трафика назначается непосредственно по ВКУДС в состоянии 313 удержания управления. В активном состоянии 314 ВКТ назначается по ВКУДС через активацию трафика, и информация трафика передается/принимается на ВКС. ВУК, такой как ВКС/ВКУДС, освобождается, и информация управления передается/принимается в общем канале в состоянии 315 ожидания. Если нет передачи/приема трафика в течение периода времени, все каналы до и после уровня-2 освобождаются, и относящаяся к ним информация удаляется в состояние 316 бездействия. Только информация Протокола связи пункт с пунктом (ППП) управляется в состоянии 316 бездействия. Когда в состоянии 316 бездействия генерируется подлежащий передаче трафик, осуществляется вхождение в состояние 317 повторного соединения, где поддерживается информация ППП и выполняется первоначальная процедура установления вызова.

Переход в состояние основан на таймере. Например, после состояния 313 удержания управления до активного состояния 314 посредством получения ВКТ осуществляется вхождение в состояние 315 ожидания, если отсутствует передача/прием трафика в течение Т_актив (пороговый временной период ожидания для активной стадии). Если трафик не передается/принимается в течение Т_удерж (пороговый временной период ожидания для состояния удержания) в состоянии 313 удержания управления, осуществляется вхождение в состояние 315 бездействия. Если нет передачи/приема данных в Т_ожид (пороговый временной период ожидания для состояния ожидания) в состоянии 315 ожидания, осуществляется вхождение в неактивное 316 бездействие.

Физический канал в CDMA 2000 помещается в нормальное состояние и в состояние покоя для управления мощностью и управления каналом УДС. Фиг.4 показывает переходы состояний физического уровня, поддерживающего высокоскоростное пакетное речевое обслуживание в общепринятой технологии.

По фиг.4, когда канал речевого трафика назначается в ВУК по запросу вызова в состояния 411 отбоя речевого канала, осуществляется вхождение в активное состояние 412 речевого канала. Если нет передачи/приема трафика в Т_покоя (пороговый временной период ожидания перед вхождением в состояние покоя) в активном состоянии 412 речевого канала, активное состояние 412 речевого канала переходит к состоянию 413 покоя речевого канала. Здесь выигрыш канала трафика, назначенного на ВУК, может быть получен через управление энергией. Если трафик, подлежащий передаче/приему, генерируется в состояния 413 покоя речевого канала, осуществляется повторное вхождение в активное состояние 412 речевого канала через процедуру пробуждения. Когда в активном состоянии 412 речевого канала речевой трафик канала освобождается, активное состояние 412 речевого канала переходит в состояние 411 отбоя речевого канала. Если канал речевого трафика дает освобождаться в состоянии 413 покоя речевого канала, это состояние 413 покоя речевого канала переходит в состояние 411 отбоя речевого канала. Т.е. в отсутствие приема/передачи трафика в Т_покоя выигрыш от канала трафика, назначенного в активном состоянии 412 речевого канала, получается через управления мощностью в состоянии 413 покоя.

Настоящее изобретение не зависит от прямого речевого кодирования, такого как ITU-T G.764. В дополнение к этому вызов и отбой выполняются в процессе вызова CDMA 2000. Поэтому настоящее изобретение использует речевое кодирование для общепринятых проводных/беспроводных речевых соединений. Однако информация кодирования, включающая служебную информацию, удаляется из каждого пакета, подобного ITU-T G.764, согласующим кодеком или вокодером, использованным для установления вызова. Подобно пакетному речевому протоколу, основанному на проводной сети, настоящее изобретение включает в себя различные компенсирующие ошибки функции и облегчает межсоединения с существующими основанными на сети пакетными речевыми протоколами.

Фиг. 5 показывает структуру главного уровня протокола в сети связи CDMA 2000 согласно выполнению настоящего изобретения.

Устройство содержит таймеры в уровне УДС для таймеров перехода состояния (порогов), причем упомянутые таймеры установлены согласно периоду разговора и периоду молчания речевого трафика.

По фиг.5 верхний уровень находится на уровне-3 или над уровнем-3 в 7 модели уровня протокола взаимодействия открытых систем (ВОС), а уровень управления логической связью (УЛС) и уровень УДС соответствуют уровню-2. Здесь уровень УДС соответствует подуровню УДС. Физический уровень соответствует уровню-1.

В верхнем уровне Протокол 501 управления вызовом/L3 сигнализации генерирует сообщения сигнализации для инициализации и освобождения обслуживания. Сообщения сигнализации отображаются на логическом канале ВКС 510 в уровне УДС через ПСРС или не через протокол радиосвязи сигнализации (ПРСС) и передаются на ВУК, который является физическим уровнем. Протокол связи пункта с пунктом (ППП) 502 является протоколом уровня-3 для использования в передаче/приеме данных по Интернету. Блок 1 данных, генерируемых ППП 502, отображается в протоколе 506 радиопакетов (ПРП) или в протоколе 507 радиолиний (ПРЛ) через уровень 505 диалога ПРЛ/ПРП и передается в дополнительный канал 516, который является каналом физического уровня, через ВКТ 512, который является логическим каналом. Здесь ППП 502 передает речевую информацию к Протоколу 508 беспроводного пакетного речевого диалога (ПБПРД). Пакетное речевое приложение 503 преобразует речевые данные в пакетные данные заранее определенной длины и передает эти пакетные данные на нижний уровень. Здесь пакетные данные называются кадром ПБПРД, и кадр ПБПРД делится на область заголовка и область речевой информационной различной длины.

В уровне УЛС SRLP 504 является протокольным процессором для обработки сообщения сигнализации L3. PRC 505 является объектом, который определяет, обеспечить ли обслуживание через ПРП 56 или ПРЛ 507 согласно свойствам данных, принятых из верхнего уровня. ПРП 506 передает данные без установления линии связи между узлами сети, если объем данных мал. ПРП 506 передает большой объем данных путем установления линии связи между узлами для передачи/приема данных. ПБПРД 508 обеспечивает синхронизацию в связи с задержкой передачи и компенсацией потерь в передаваемых речевых пакетах. Если речевой пакет, принимаемый из верхнего уровня, больше, чем размер кадра в низшем уровне УДС, речевой пакет разделяется на кадры уровня УДС заранее определенной длины, и кадры, принятые из низшего уровня УДС, собираются в последовательность и передаются в верхний уровень приложения.

В уровне УДС уровень УДС 509 отображает кадры, принятые из верхнего уровня, на соответствующий логический канал. Например, сообщение сигнализации L3 отображается на ВКС 510, сообщение сигнализации подуровня УДС отображается на ВКУДС, а речевой пакет отображается на ВКТ. ВКС 510 является набором логических каналов для передачи/приема сообщения сигнализации L3 между мобильной станцией и базовой станцией. ВКУДС 511 является набором логических каналов для передачи/приема сообщения сигнализации подуровня УДС между базовой станцией и мобильной станцией. ВКТ 512 является набором логических каналов для передачи/приема пользовательских данных между базовой станцией и мобильной станцией. Управляющий канальный мультиплексор 515 мультиплексирует ВКС и ВКУДС в физический канал ВУК. Мультиплексор 516 канала трафика мультиплексирует ВКТ в физический канал ДК.

В физическом уровне ВУК 515 является набором каналов для передачи управляющего сообщения между мобильной станцией и базовой станцией. ДК 516 является набором физических каналов для передачи/приема пользовательского трафика между мобильной станцией и базовой станцией.

Как показано на фиг.5, поскольку ПБПРД 508 принадлежит уровню УЛС, он выполняет ту же самую функцию, что и уровень управления линией передачи данных (УЛД) в терминах протокольных уровневых структур. Пакетное речевое приложение, выделенное для ПБПРД 508, создается над ПБПРД 508. Поэтому терминал, выделенный для пакетной речи, может быть достигнут. Пакетный речевой протокол, основанный на межсетевом протоколе (МП), подобном телефону Интернета, может соединяться с ПБПРД через ППП 502. Т.е. телефонное обслуживание Интернета, назначенное без рассмотрения радиосреды, может быть предоставлено на радиоканале. Нижеследующее описание проводится, главным образом, на пакетном речевом обслуживании, обеспеченном через ПБПРД 508.

В выполнении настоящего изобретения ПБПРД 508 выполняет следующие функции.

Относительно установления вызова и отбоя для пакетного речевого обслуживания предполагается, что ПБПРД 508 определяет позиции, относящиеся к передаче/приему пакетного речевого трафика, и, тем самым, следует процедуре вызова и отбоя, основанной на стандарте радиосоединения CDMA 2000. Опции обслуживания и параметры кодек/вокодер для поддержания пакетного речевого обслуживания согласуются управляющими сообщениями при установлении вызова.

Что касается объединения/разъединения речевого пакета различной длины, ПБПРД 508 объединяет и разъединяет кадры для отображения кадра ПБПРД переменной длины или более длинного, чем кадр уровня УДС, в кадр уровня УДС фиксированной длины. По фиг.6 кадр ПБПРД содержит область заголовка и область пакетных речевых данных и имеет переменную длину. Кадр ПБПРД разделяется на множество кадров уровня УДС. Кадр уровня УДС включает в себя область записи подуровнего номера, область информационных разрядов, где хранится пакетный речевой сегмент, область циклического избыточного кода (ЦИК) и хвост. Область ЦИК и хвост используются физическим уровнем. Они виртуально создаются и обрабатываются физической областью. Хотя периодически дискретизируемый временной кадр имеет переменную длину, любой ПБПРД кадр, длиннее чем 20 мс, разделяется, и для каждого разделенного подкадра назначается последовательное число, поскольку CDMA 2000 использует 20 мс кадр уровня УДС. В IS-95 обнаружение ошибок и восстановление выполняются без поддержки последовательности подкадров после объединения кадров, но частично поврежденный переменный речевой кадр восстанавливается в процедуре восстановления подкадрового блока.

Что касается назначения и освобождения канала пакетного речевого трафика, ПБПРД 508 назначает речевой канал посредством 5 мс-ного управляющего сообщения уровня УДС CDMA 2000. Поэтому схема управления, связанная с уровнем УДС CDMA 2000 выполняется с параметрами, регулируемыми для речевого обслуживания. Т. е. схема канального управления, основанная на таймере Т_ актив/Т_ удерж в уровне УДС, выполняется с тщательным рассмотрением периодов разговора и молчания в речи. Если параметры устанавливаются без рассмотрения речи, задержка в переходах состояния уровня УДС возрастет. Поскольку канал трафика назначается и освобождается очень быстро для поддержки пакетного речевого обслуживания, ПБПРД согласно выполнению настоящего изобретения работает с режимом покоя физического уровня CDMA 2000 в качестве основной структуры.

Что касается удаления молчания, ПБПРД 508 создает трафик только в речевом активном периоде, поскольку он поддерживает пакетное речевое обслуживание. Поэтому он не создает трафик в периоде молчания. Для того чтобы сделать это, ПБПРД 508 удаляет период молчания из информации, принятой в кодере и декодере (КОДЕК) на заранее определенной основе, или его удаляет сам КОДЕК. Генерирование шума в периоде молчания должно поддерживаться на уровне КОДЕК. Для этой цели параметр шума включается в кадр ПБПРД, и приемная сторона генерирует шум с этим параметром шума.

Наконец, относительно кадровой структуры: кадровая структура в каждом уровне должна определяться для поддержки пакетного речевого обслуживания с помощью уровня УДС CDMA 2000. Т.е. кадр переменной длины в уровне ПБПРД и 20 мс-ный пакетный кадр в уровне УДС CDMA 2000 изменяются подходящим образом для речевого обслуживания.

Фиг. 7 показывает структуру кадра ПБПРД согласно выполнению настоящего изобретения. Кадр ПБПРД имеет переменную длину и обеспечивает совместимость с ITU-T G.764. По фиг.7 кадр ПБПРД включает в себя 3-х байтную фиксированную область заголовка, область, указывающую переменную длину речевой информации, область прямого исправления ошибок (ПИО) или ЦИК для обеспечения надежной передачи области заголовка в радиосреде с ошибками, область речевой информации (выборочно удаляемые блоки) для выборочного блокирования речевой информации в период перегрузки или когда генерируются ошибки, и область речевой информации (не удаляемые блоки), которые должны быть переданы без сбоя.

Поле идентификатора сеанса представляет номер логического канала, используемый для различия множества каналов вместе с полем подпоследовательности уровня УДС. Поле Больше разрядов (БР) устанавливается в 1 для первого сообщения в речевой активации ПБПРД и в 0 для остальных сообщений. Поле числа последовательности занимает 4 разряда и может быть использовано более длинное число последовательности (например, 7 или 8 разрядов) в среде серьезных ошибок. Поле временной метки представляет время генерирования речевого пакета (или накопленную пакетную очередную задержку с точки зрения ITU-T) для использования в восстановлении речи. Поле шума представляет уровень шума при генерировании речевого пакета и используется для генерирования шума в периоде молчания на приемной стороне. Поле индикатора удаления блоков указывает удаляемый блок более низкого приоритета в текущем речевом пакете. Удаление блока с более низким приоритетом выполняется для восстановления речи в периоде перегрузки или при образовании ошибок. Длина сжатой речевой информации для речевого пакета включается в поле длины. Поле ЦИК/ПИО для заголовка используется для исправления ошибок в заголовке.

Опционное поле ЦИК/ПИО для области данных поддерживает только ЦИК или же не используется. Это такая структура, в которой не поддерживается поле управления ошибками, поскольку повторная передача пакетных речевых данных бессмысленна.

Фиг. 8 показывает структуру кадра в уровне УДС, поддерживающего пакетное речевое обслуживание согласно настоящему изобретению. Кадр уровня УДС является в своей основе кадром трафика уровня УДС CDMA 2000 и имеет фиксированную длину в 20 мс. В частности, для поддержки пакетного речевого обслуживания поле подкадровой последовательности добавляется к кадру уровня УДС. По фиг.8 номер подкадра, информационная разрядная область, область ЦИК и хвостовая разрядная область располагаются в таком порядке в кадре уровня УДС. Разряды ЦИК и хвоста разделяются между физическим уровнем и уровнем УДС и виртуально генерируются и обрабатываются физическим уровнем.

Состояние пакетного речевого обслуживания согласно выполнению настоящего изобретения может меняться в зависимости от состояний уровня ПБПРД и УДС. Это потому, что уровень УДС освобождает канал в отсутствие речевого трафика, подлежащего передаче и, тем самым, обслуживание переходит между состоянием удержания управления, активным состоянием, состоянием ожидания и состоянием бездействия. Далее, поскольку физический уровень переходит между нормальным состоянием и состоянием покоя для того, чтобы сохранить мощность, могут рассматриваться различные ситуации согласно состояниям ПБПРД, уровню УДС и физическому уровню. Причина для предусмотрения различных ситуаций заключается в том, чтобы рассмотреть среду, где сквозная задержка может приспосабливаться.

Большинство важных рассмотрений в достигаемом согласно выполнению настоящего изобретения пакетном речевом протоколе заключается в том, что канал трафика назначается, когда это необходимо, и освобождается между передачами речевого трафика, так что канал трафика не остается назначенным до тех пор, пока не произойдет отбой вызова. Поэтому задержка, входящая в назначение канала трафика согласно уровню УДС и состоянию нормы/покоя/разъединения физического уровня ВУК, должна рассматриваться, когда достигается пакетный речевой протокол с помощью уровня УДС CDMA 2000.

Ввиду того, что максимальная сквозная временная задержка пакетного речевого протокола в обычной проводной сети составляет 200 мс, пакетное речевое обслуживание может поддерживаться, когда используется уровень УДС высокоскоростной пакетной информации, только если уровень УДС размещается в активном состоянии/состоянии удержания контроля, а физический уровень ВУК находится в нормальном состоянии/состоянии покоя.

Конкретнее, поскольку ВКТ соединяется в активном состоянии, в речевом обслуживании нет временной задержки, если пакетный речевой протокол благоприятствует активному состоянию. Однако, если речевое обслуживание в активном состоянии длиннее, ВКТ поддерживается более длинным. Эго приводит к тому, что коэффициент повторного использования канала будет слишком низким для приспособления множества абонентов.

В состоянии удержания управления ВКТ отсутствует, и назначается только ВУК. Это приводит к тому, что коэффициент повторного использования канала трафика будет достаточно высок для приспособления множества абонентов. Поскольку ВУК работает в режиме непрерывной передачи (НП) и определяется длинным кодом, потеря полосы частот из-за поддержания ВУК мала. В случае, когда уровень УДС находится в состоянии удержания управления, а физический уровень ВУК находится в режиме покоя, мощность сохраняется в базовой станции и мобильной станции, приводя к эффективному использованию полосы частот. Однако, если ВУК находится в состоянии нормы/покоя, при назначении канала трафика происходит задержка в 20-30 мс. Таким образом, сквозная задержка в речевом обслуживании должна приспосабливаться.

Фиг. 9 показывает процедуру назначения ВКТ для передачи речевого трафика согласно настоящему изобретению, когда уровень УДС находится в состоянии удержания управления, а физический уровень ВУК находится в режиме покоя. На фиг. 9 мобильная станция запрашивает канал трафика, который является таким же, как для ситуации, где базовая станция запрашивает канал трафика. По фиг. 9 после приема пакетизированного речевого трафика в шаге 911 ПБПРД 508 запрашивает назначение ВКТ (ПРК: пакетный речевой канал) для передачи пакетного речевого трафика на уровень УДС в шаге 913. Затем уровень УДС пропускает запрос на назначение ВКТ для физического уровня в шаге 915. Здесь, если установлен режим покоя (или вентильный режим), а ВУК находится в состоянии покоя, запрашивается процедура пробуждения и, таким образом, каналы, чья мощность была снижена, увеличиваются до нормальных уровней. Затем физический уровень мобильной станции запрашивает пробуждение от базовой станции в шаге 917. Физический уровень базовой станции передает ответ для запроса пробуждения в п-ВКУДС для базовой станции на шаге 919. На шаге 921 физический уровень мобильной станции запрашивает назначение о-ВКТ из базовой станции в о-ВКУДС. Физический уровень базовой станции пропускает запрос на ВКТ к уровню УДС в шаге 923, и уровень УДС уведомляет физический уровень назначения выделенного канала на шаге 925. На шаге 927 физический уровень базовой станции информирует мобильную станцию о назначении канала трафика в п-ВКУДС. Физический уровень мобильной станции информирует уровень УДС о назначении ВКТ на шаге 929, а уровень УДС информирует ПБПРД о назначении ПРК на шаге 931.

Через вышеописанные процедуры мобильная станция получает ВКТ для передачи активированного пакетного речевого трафика и передает пакетный речевой трафик на ВКТ. В этом случае при передаче/приеме сообщения на ВКУДС используется 5 мс-ное управляющее сообщение. Это вызывает небольшую задержку в канальном назначении. Поскольку каждый ВКУДС идентифицируется длинным кодом в случае ВУК, использование ВУК приводит к небольшой уменьшенной полосы частот. Вдобавок к этому, поскольку физический канал использует режим покоя, базовая станция и мобильная станция сохраняют мощность.

Фиг. 10 показывает переходы состояния ПБПРД согласно выполнению настоящего изобретения. По фиг.10 в нулевом состоянии 1011 ничего не происходит. Если радиопакетное речевое обслуживание инициируется в базовой станции или мобильной станции, нулевое состояние 1011 переходит в состояние 1012 инициализации. Процедура вызова для поддержания соответствующего обслуживания выполняется в состоянии 1012 инициализации, и если согласование обслуживания производится через процесс вызова, состояние 1012 инициализации переходит в неактивное состояние 1013. В неактивном состоянии 1013 пакетное речевое обслуживание соединяется, но речь не активируется. Таким образом, трафик не создается. Если речевой трафик активизируется в мобильной станции или базовой станции, осуществляется вхождение в состояние 1014 готовности, где пакетное речевое обслуживание активизируется, и канал трафика назначается по запросу на ПРК. Когда канал трафика назначается и трафик передается, осуществляется вхождение в активное состояние 1015. Активизированный речевой трафик передается в активном состоянии 1015. Если в заранее определенный период времени в активном состоянии 1015 трафик не передается/принимается, осуществляется вхождение в неактивное состояние 1013, ожидая следующую активизацию трафика.

Фиг. 11-13С показывают операции ПБПРД относительно речевой пакетной задержки и ошибок согласно выполнению настоящего изобретения.

Фиг. 11 показывает операцию обработки речевого пакета, принятого в нормальной среде. По фиг.11 для получения синхронизации путем компенсации задержки времени передачи (ВП) в радиопередаче в нормальном случае ПБПРД хранит речевые пакеты, принятые из низшего уровня УДС за заранее определенный временной период, объединяет последовательно принятые речевые пакеты и передает объединенные речевые пакеты к верхнему пакетному речевому приложению. Т. е. чтобы скомпенсировать задержку ВП, ПБПРД поддерживает пристроенную задержку на основании задержки первого принятого речевого пакета, и пристроенная задержка вычисляется в 10 мс-ном порядке. В пристроенной схеме ВП вычисляется на основе информации временной маркировки в первом речевом пакете, а последующие речевые пакеты передаются после пристроенной задержки после того, как она прибывает на приемник. При использовании пристроенной схемы временной интервал между речевыми пакетами модуля восстановления речи может быть сделан однородным.

Фиг. 12 показывает операцию обработки речевого пакета, когда последовательные кадры задерживаются. Задержка может происходить из-за задержки на радиотерминале или задержки обработки в физическом уровне или уровне УДС. На время задержки вводится пустая информация без отбрасывания всего кадра, и кадр с пустой информацией передается к пакетному речевому приложению.

Фиг. 13А, 13В и 13С показывают процесс, когда происходят ошибки. ПБПРД обнаруживает ошибки на основании числа последовательности подкадров, записанного в кадр уровня УДС. Когда кадр переменной длины частично поврежден, ПБПРД выполняет компенсацию для этого кадра, восстанавливает речевой трафик и передает восстановленный речевой трафик к пакетному речевому приложению. Т. е. в поврежденную часть кадра вводится пустой интервал, и восстановленный кадр передается к пакетному речевому приложению. Здесь фиг.13А показывает кадр, центральная часть которого частично утрачена, фиг.13В показывает кадр, у которого утрачен конец, а фиг.13С показывает кадр, у которого утрачена часть номера последовательности.

ПБПРД не передает повторно речевой трафик в связи с обнаружением ошибки и исправлением. Контроль за ошибками обычно не выполняется на речевой информации. Поэтому только ЦИК используется в уровне ПБПРД, и ошибки исправляются только в заголовке с помощью поддерживающего ПИО. Этот способ используется для повторного использования частичной правильной информации пакета, содержащего ошибки, способом компенсации ошибок без повторной передачи пакета. Ошибки заголовка компенсируются с помощью ПИО, поскольку он передает управляющую информацию, относящуюся к ПБПРД. Следовательно, ПБПРД поддерживает обнаружение ошибок на основе числа последовательности подкадров. Он соответственно компенсирует частично поврежденный кадр переменной длины и посылает соответствующий трафик к пакетному речевому приложению. Ошибки в речевом трафике не обнаруживаются.

Как описано выше, настоящее изобретение рассматривает протокол ПБПРД, который может поддерживать пакетное речевое радиообслуживание в высокоскоростной пакетной информационной системе. Прилагаемый протокол ПБПРД поддерживает структуру речевого обслуживания в мобильной системе связи, сосредоточенной на обслуживании линейного типа в концепции обслуживания пакетного типа, благодаря чему осуществляется наилучшее использование ограниченных радиоресурсов. Т.е. преодолевается неправильное использование полосы частот, вызываемое периодами молчания в общепринятой схеме линейного типа, и больше абонентов могут быть приспособлены посредством применения статистического мультиплексирования полосы частот. Поэтому число пользователей, которые могут быть приспособлены, увеличено по сравнению с общепринятой мобильной телефонной системой на 250-280%.

Claims (16)

1. Устройство речевой связи на основе пакетов в системе мобильной связи с уровневой протокольной архитектурой, содержащее уровень протокола связи пункта с пунктом (ППП), взаимосвязанный с пакетными речевыми протоколами по проводной сети, пакетное речевое приложение для генерации речевого пакета переменной длины с активизацией речевого трафика, уровень протокола беспроводного пакетного речевого диалога (ПБПРД) для отображения речевого пакета переменной длины вышеуказанного уровня ППП и пакетного речевого приложения на кадре уровня управления доступом к среде (УДС) фиксированной длины и вывода отображенного речевого пакета, уровень УДС для мультиплексации кадров уровня УДС уровня ПБПРА другими кадрами уровня УДС и вывода мультиплексных пакетных кадров и физический уровень для передачи мультиплексных пакетных кадров уровня УДС к станции в дополнительном канале.

2. Устройство по п.1, в котором уровень УДС работает в состоянии удержания управления.

3. Устройство по п. 1, в котором дополнительный канал назначается на выделенном управляющем канале (ВУК), который работает в состоянии покоя.

4. Устройство по п.1, в котором речевой пакет переменной длины включает область заголовка, которая имеет область идентификатора части, указывающего номер логического канала, область, указывающую первое сообщение, область числа кадровой последовательности, область временного маркера, указывающую время генерирования речевого пакета, область, указывающую блоки низшего приоритета и область шума для генерирования шума в периоде молчания на стороне приема, область длины, соответствующую длине речевой информации, область циклического исправляющего кода (ЦИК)/прямого исправления ошибок (ПИО) для исправления ошибки области заголовка, область речевой информации для блоков низкого приоритета, который удаляется, когда появляются ошибки, и область неудаляемой речевой информации.

5. Устройство по п.1, содержащее таймеры в уровне УДС для таймеров перехода состояния, причем упомянутые таймеры установлены согласно периоду разговора и периоду молчания речевого трафика.

6. Устройство по п. 1, в котором упомянутый пакетный кадр уровня УДС включает в себя область последовательности подкадров, представляющей последовательность пакетного кадра, информационную область для хранения разделенного речевого пакета, область ЦИК для исправления ошибок пакетного кадра и область хвоста, указывающую окончание пакетного кадра.

7. Устройство по п. 6, в котором упомянутые области ЦИК и хвоста используются физическим уровнем.

8. Устройство речевой связи на основе пакетов в системе мобильной связи с протокольной архитектурой, содержащее физический уровень для прохождения кадров уровня управления доступом к среде (УДС), соответствующих голосовому пакету, загруженный в расчетный ввод кадра физического уровня, полученного в физическом канале на уровне УДС, уровень УДС для прохождения кадров уровня УДС физического уровня на уровень протокола беспроводного пакетного речевого диалога (ПБПРД), уровень ПБПРД для объединения кадров уровня УДС, переданных из уровня УДС в последовательности, и прохождения объединенных кадров уровня УДС к пакетному речевому приложению, причем упомянутый уровень ПБПРД вычисляет задержку синхронизации посредством использования временного маркера, включенного в первый речевой пакет, принятый из упомянутого уровня УДС, буферизует объединенные речевые пакеты для заранее определенного периода времени на основании задержки синхронизации, передает буферизованные речевые пакеты к пакетному речевому приложению, определяет непринятый пакет из последовательности речевых пакетов, полученных из уровня УДС, и передает пустой интервал вместо непринятого пакета к упомянутому пакетному приложению.

9. Устройство по п.8, в котором уровень ПБПРД обнаруживает задержку прибытия речевого пакета, вызванную задержкой обработки в физическом уровне или уровне УДС и передает пустой интервал для временной задержки к пакетному речевому приложению.

10. Способ передачи состояния уровня протокола ПБПРД в системе мобильной связи, содержащей уровень протокола ПБПРД, обрабатывающий пакетизированные речевые данные, содержащий этапы, при которых осуществляют назначение пакетного речевого канала при генерировании речевых данных, вхождение в активное состояние и передачу пакетизированных данных в упомянутом пакетном речевом канале, освобождают назначенный пакетный речевой канал, когда отсутствуют речевые данные, подлежащие передаче, за заранее определенный период времени, и вхождение в неактивное состояние, и осуществляют повторное вхождение в активное состояние пакетного речевого канала из неактивного состояния, когда пакетный речевой канал назначается для передачи вновь генерируемых данных.

11. Способ по п.10, в котором упомянутый пакетный речевой канал назначается посредством 5мс-ного управляющего сообщения уровня управления доступом к среде (УДС).

12. Способ речевой связи на основе пакетов в системе мобильной связи с уровневой протокольной архитектурой, при которых осуществляют генерирование речевого пакета переменной длины при активизации речевого трафика посредством пакетного речевого приложения, отображают вышеуказанный речевой пакет, полученный от уровня протокола связи пункта с пунктом (ППП) и упомянутое пакетное речевое приложение, взаимосвязанное с проводной сетью на основе пакетного речевого протокола на кадрах уровня управления доступом к среде (УДС) фиксированной длины посредством уровня протокола беспроводного пакетного речевого диалога (ПБПРД), мультиплексируют отображенный кадр уровня УДС посредством других кадров уровня УДС и осуществляют проход мультиплексированного кадра к физическому уровню посредством уровня УДС и передают мультиплексированный кадр уровня УДС из уровня УДС к станции с дополнительным каналом посредством физического уровня.

13. Способ по п.12, при котором упомянутый уровень УДС работает в состоянии удержания управления.

14. Способ по п.12, в котором дополнительный канал назначается к выделенному управляющему каналу (ВУК), который работает в состоянии покоя, при этом упомянутый уровень ПБПРД отображает пакетные речевые данные, принятые по проводной сети, в упомянутый пакетный кадр фиксированной длины через верхний уровень ППП.

15. Способ речевой связи на основе пакетов в системе мобильной связи с уровневой протокольной архитектурой, содержащий следующие шаги, при которых осуществляют проход кадров уровня управления доступом к среде (УДС), соответствующих речевому пакету, загруженных в расчетный ввод кадра физического уровня, полученного в физическом канале к уровню УДС посредством физического уровня, передают кадры УДС, полученные от физического уровня на уровень протокола беспроводного пакетного речевого диалога (ПБПРД) посредством уровня УДС, объединяют кадры уровня УДС, переданные из уровня УДС в последовательности и осуществляют проход объединенных кадров уровня УДС к пакетному речевому приложению посредством уровня ПБПРД, при этом уровень ПБПРД вычисляет задержку синхронизации путем использования временного маркера, включенного в первый речевой пакет, принятый из упомянутого уровня УДС, осуществляют буферизацию объединенных речевых пакетов за заранее определенный период времени, основанный на задержке синхронизации, передают буферизованные речевые пакеты к пакетному речевому приложению, обнаруживают непринятый из последовательности речевых пакетов из уровня УДС пакет и передают пустой интервал вместо непринятого пакета к пакетному речевому приложению.

16. Способ по п.15, при котором упомянутый уровень ПБПРД обнаруживает задержку прибытия речевого пакета, вызванную задержкой обработки в физическом уровне или в уровне УДС, вставляют пустой интервал для этой временной задержки и передают кадр к пакетному речевому приложению.

Images