WO2003081927A1 - Transmission of speech information in a packet-oriented network - Google Patents

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WO2003081927A1
WO2003081927A1 PCT/EP2003/003101 EP0303101W WO03081927A1 WO 2003081927 A1 WO2003081927 A1 WO 2003081927A1 EP 0303101 W EP0303101 W EP 0303101W WO 03081927 A1 WO03081927 A1 WO 03081927A1
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WO
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mobile terminal
packet
oriented
software
connection
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/003101
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German (de)
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Inventor
Ramin Mirbaha
Vahid Mirbaha
Original Assignee
Fg Microtec Gmbh
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Publication date
Application filed by Fg Microtec Gmbh filed Critical Fg Microtec Gmbh
Priority to AU2003223987A priority Critical patent/AU2003223987A1/en
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    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L65/60—Network streaming of media packets
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/253—Telephone sets using digital voice transmission
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    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
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    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a mobile terminal for a packet-oriented network, in particular UMTS, which by default transmits voice information in a connection-oriented manner.
  • the networks currently used are hybrid in nature due to the high level of real-time certification that mobile devices place when transmitting voice information. On the one hand, they are packet-oriented when it comes to information that does not have high real-time requirements. On the other hand, you are connection-oriented when it comes to voice transmissions.
  • Dedicated channels are generally used in these voice transmissions. Due to the strong fluctuations that occur especially with mobile devices with regard to the connection quality, high-quality transmission of voice information by packets can only take place if
  • Registration it has already been described in a registration that was submitted in advance. Rather it is Object of this invention to provide a transparent method in which the choice of the type of transmission is transparent to the user.
  • the object of the invention is to transmit voice information in a transparent form in a packet-oriented manner.
  • UMTS packet-oriented network
  • This terminal is provided with a module, which can preferably be installed retrospectively, which intercepts the voice information before it is connection-oriented be transmitted.
  • a module which can preferably be installed retrospectively, which intercepts the voice information before it is connection-oriented be transmitted.
  • no connection is established using the conventional connection-oriented method.
  • codec is used before the speech information is broken down into packets and packed accordingly.
  • the choice of codec depends on how the quality of the connection is currently and how it can be expected in the future.
  • the assessment of future behavior is calculated using an appropriate algorithm, which is preferably based on stochastic considerations. However, it is also possible to use other algorithms, such as e.g. B. neural networks.
  • the RTP protocol is preferably taken into account for the packet-oriented dispatch of the packets. After the packets have been packaged in this way, they are transmitted via the packet-oriented connection to a software switch / media gateway, which then forwards the packets.
  • the software switch / media gateway can u. You may also unpack the packages and repack them into other packages. This depends on who the other party is on the opposite side and how the connection to him can be established.
  • this software layer can decide that the information is transmitted in a conventional manner.
  • the functionality can also be an integral part of the terminal device and is implemented by appropriate hardware components.
  • the software described is integrated as a layer in the existing software of the mobile device, so that none Changes which are visible to the user must be made in the applications which access software layers which are above the module according to the invention. With this approach, the user appears to be communicating in a conventional manner.
  • the layer is therefore transparent to him, since he generally only works with applications such as browsers, telephone books, address books, voters, which are arranged on the highest software layer.
  • the module is designed as a driver, which is placed over the packet stack and over the driver, which is provided for connection-oriented communication.
  • the software provides interfaces that applications can directly access. In this case, it is not a transparent embodiment, but a special one for developers. This provides APIs that other software can access directly.
  • the invention also includes an RTCP handler which checks the quality of the transmission in order to possibly make changes to the settings.
  • the exact structure of this RTCP handler can be found in the RFCs listed below.
  • Another component of the present invention is a module for compensating for jitter losses. This compensates for distortion and packet loss, preferably using a buffer.
  • Another component of the present invention is a method for the transmission of voice information in a packet-oriented radio network, in particular UMTS, which by default voice-oriented connection information transmits, in which voice information of a mobile terminal is intercepted, which is to be transmitted in a connection-oriented manner.
  • the speech information is encoded, unless this has already been done in sufficient form. Depending on the quality of a packet-oriented connection, a different code can be selected.
  • the encoded voice information is packetized, preferably RTP packets being generated.
  • future-looking algorithms in particular stochastic or neuronal algorithms, select a codec and / or determine the form of the packaging.
  • the packet-oriented voice connection is initialized and set up via a softswitch / media gateway, which forwards the information to the recipient.
  • Another component is a computer program that can run on different platforms and implements the method described above. This can be a machine-independent code or machine-specific code.
  • the existing drivers are replaced or expanded, and the libraries are replaced and / or expanded.
  • Another component of the invention is a data carrier with a data structure, which executes the method according to the invention after loading into a main memory of a mobile terminal.
  • Figure 1 is a schematic overview of the different layers and their arrangement in the present invention and the structure of the corresponding modules.
  • FIG. 2 shows a detailed structure of the schematic representation of Figure 1 with different sub-components and their corresponding connections.
  • the module fmQ is a quality assurance system that constantly checks the quality and makes estimates for the future. On the basis of these estimates, a different codec is selected at an early stage, or other parameters are changed which, for. B. concern the signal power or type of packaging.
  • the real-time packet processor which is responsible for the packaging, is located above the transport layers, as represented by IP, UDP and TCP. Above this layer is the module that is responsible for coding the speech information. Further language applications are based on this module.
  • the module fmQ is a quality assurance system that constantly checks the quality and makes estimates for the future. On the basis of these estimates, a different codec is selected at an early stage, or other parameters are changed which, for. B. concern the signal power or type of packaging.
  • the real-time packet processor which is responsible for the packaging, is located above the transport layers, as represented by IP, UDP and TCP. Above this layer is the module that is responsible for coding the speech information. Further language applications are based on this module.
  • Multimedia control is used to provide the APIs
  • Fig. 2 shows the detailed structure with information paths between the individual modules.
  • the codec module consists of an interface unit that accesses the voice information.
  • the arrivals Information is filtered so that an echo can be eliminated and the volume is adjusted accordingly.
  • the information is then transferred to a coding unit, which is responsible for both coding and decoding (AMR and AMR-WB codecs, see 3GPP documents in the appendix).
  • This real-time packet processor consists on the one hand of a distortion and loss compensator, an RTP packetizer and an RTCP handler.
  • the functionalities can be found in the corresponding RFCs, which are listed at the end of the registration.
  • the distortion and loss compensator has already been described above. It essentially consists of a memory area.
  • the unit for packaging packages is designed in such a way that it can take other transport protocols into account at any time by simply expanding it.
  • the real-time packet processor has access to the underlying network levels. In the present illustration, the real-time packet processor accesses the UDP level. However, it is also possible for him to access the IP level or TCP level directly.
  • the real-time processor has interfaces to the TCP / IP stack and offers APIs for multimedia applications and APIs for the RTCP.
  • the multimedia control unit is responsible for establishing connections, managing and checking these connections. Furthermore, this unit has access to the encoder via a corresponding control unit.
  • This module plays a major role in the communication with other modules.
  • the communication functionality is implemented in the session control unit.
  • the module allows other applications to be started if corresponding signals are communicated by SIP or if other modules request this.
  • On Example is e.g. B. a jpg viewer, or an Internet browser that starts with the appropriate data.
  • a corresponding administration is there, which recognizes, based on the extensions of the information, the programs which are to be started for processing the information.
  • the signal control unit which is responsible for the physical signals, is below the multimedia control unit.
  • One of the main tasks of this unit is to map the SIP protocol.
  • the implementation of this unit uses methods from the 3GPP document as described below.
  • This unit also realizes the PDP context activation, the data connection to the UMTS network and to the USIM, whereby users are authenticated and connections can be established with the appropriate connection properties (quality of service).
  • connection properties quality of service
  • SDP is used in some SIP methods to describe the properties of the terminal that is responsible for the RTP stream and to negotiate the properties of the devices that are involved in the multimedia call.
  • the unit also has module interfaces to the multimedia control unit (MC) and to the IP stack.
  • RTP A Transport Protocol for Real-Time Applications
  • RTP A Transport Protocol for Real-Time Applications

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a mobile terminal for a packet-oriented network, especially UMTS, which transmits, as a default, speech information in a connection-oriented manner. The mobile terminal comprises a module that can be preferably retrofitted and that intercepts the speech information before it is transmitted in a connection-oriented manner in order to divide it up into packets that can be transmitted in a packet-oriented manner.

Description

ÜBERTRAGUNG VON SPRACHINFORMATIONEN IN EINEM PAKETORIENTIERTEN NETZ TRANSFER OF VOICE INFORMATION ON A PACKAGE-ORIENTED NETWORK
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt .The invention relates to a method and a mobile terminal for a packet-oriented network, in particular UMTS, which by default transmits voice information in a connection-oriented manner.
Aufgrund der hohen Echtzertanforderung, die mobile Endgeräte bei der Übertragung von Sprachinformationen stellen, sind die momentan verwendeten Netzwerke hybrider Natur. Einerseits sind sie paketorientiert, wenn es um Informationen geht, die nicht hohe Echtzeitanforderungen stellen. Andererseits sind Sie Verbindungs orientiert, wenn es um Sprachübertragungen geht.The networks currently used are hybrid in nature due to the high level of real-time certification that mobile devices place when transmitting voice information. On the one hand, they are packet-oriented when it comes to information that does not have high real-time requirements. On the other hand, you are connection-oriented when it comes to voice transmissions.
Bei diesen Sprachübertragungen werden dedizierte Kanäle in der Regel verwendet. Aufgrund der starken Schwankungen, die gerade bei mobilen Endgeräten hinsichtlich der Verbindungsqualität auftreten, kann eine qualitativ hochwertige Übertragung von Sprachinformationen durch Pakete nur dann erfolgen, wennDedicated channels are generally used in these voice transmissions. Due to the strong fluctuations that occur especially with mobile devices with regard to the connection quality, high-quality transmission of voice information by packets can only take place if
Aussagen über das Netzwerk und dessen Übertragungsqualität sichergestellt werden können.Statements about the network and its transmission quality can be ensured.
Die Sicherstellung der Qualität ist nicht Bestandteil dieserEnsuring quality is not part of this
Anmeldung, sie wurde bereits in einer Anmeldung beschrieben, die im Vorfeld hierzu eingereicht wurde. Vielmehr ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein transparentes Verfahren bereitzustellen, bei dem die Wahl der Art der Übertragung für den Benutzer transparent erfolgt.Registration, it has already been described in a registration that was submitted in advance. Rather it is Object of this invention to provide a transparent method in which the choice of the type of transmission is transparent to the user.
Aufgrund der Vielzahl von Telefonen, die vertrieben werden, muss es sich hierbei um eine Erfindung handeln, die ohne schwierige technische Anforderungen auf einer Vielzahl von unterschiedlichen Geräten die entsprechende Funktion implementieren kann. Die Verwendung eines paketorientierten Verfahrens bei der Übertragung von Sprachdaten hat den Vorteil, dass nur eine geringe Bandbreite benötigt wird, da oftmals eine Sprachübertragung zu einem Zeitpunkt nur in eine Richtung erfolgt. Weiterhin werden bei Sprachübertragungen nur in größeren zeitlichen Abständen Informationen übertragen. Der Benutzer hätte hierdurch die Möglichkeit, Kosten zu sparen, da bei paketorientierten Tarifen meist nach dem Volumen abgerechnet wird und nicht nach der Zeit. Weiterhin hätte der Betreiber des Netzwerkes die Möglichkeit, eine Vielzahl von Benutzern einzubinden, da die Kapazitäten besser ausgelastet werden können.Due to the large number of telephones being sold, this must be an invention that can implement the corresponding function on a large number of different devices without difficult technical requirements. The use of a packet-oriented method in the transmission of voice data has the advantage that only a small bandwidth is required, since voice transmission is often only in one direction at a time. Furthermore, information is only transmitted at longer time intervals for voice transmissions. This would give the user the opportunity to save costs, since in the case of package-oriented tariffs, the volume is usually billed and not according to the time. Furthermore, the operator of the network would have the option of involving a large number of users, since the capacities can be better utilized.
Aufgabe der Erfindung ist es, in einer transparenten Form Sprachinformationen paketorientiert zu übertragen.The object of the invention is to transmit voice information in a transparent form in a packet-oriented manner.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the inventions according to the features of the independent claims. Advantageous developments of the inventions are characterized in the subclaims.
Im Wesentlichen handelt sich um ein mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt. Dieses Endgerät ist mit einem Modul versehen, das vorzugsweise nachträglich installierbar ist, das die Sprachinformationen abfängt, bevor sie verbindungsorientiert übertragen werden. Es wird dadurch keine Verbindung über die herkömmliche verbindungsorientierte Methode aufgebaut. Bevor die Sprachinformationen in Pakete zerlegt werden und entsprechend eingepackt werden, durchlaufen sie eine Transformation, bei der ein Codec verwendet wird. Die Wahl des Codec hängt davon ab, wie die Qualität der Verbindung momentan ist, und wie sie in Zukunft zu erwarten ist. Die Beurteilung des zukünftigen Verhaltens wird durch einen entsprechenden Algorithmus berechnet, der vorzugsweise auf stochastischen Überlegungen basiert. Es ist jedoch ebenfalls möglich, andere Algorithmen heranzuziehen, wie z. B. neuronale Netze. Für den Paketorientierten Versand der Pakete wird vorzugsweise das RTP Protokoll berücksichtigt. Nach dem die Pakete so verpackt wurden, werden sie über die paketorientierte Verbindung möglichst an einen Software-Switch/Media Gateway übermittelt, der die Pakete dann weiterleitet. Der Software-Switch/Media Gateway kann u. U. ebenfalls die Pakete auspacken und in andere Pakete umpacken. Dies hängt davon ab, wer der Gesprächspartner auf der gegenüberliegenden Seite ist und wie die Verbindung zu ihm aufgebaut werden kann.Essentially, it is a mobile device for a packet-oriented network, in particular UMTS, which transmits voice information by default in a connection-oriented manner. This terminal is provided with a module, which can preferably be installed retrospectively, which intercepts the voice information before it is connection-oriented be transmitted. As a result, no connection is established using the conventional connection-oriented method. Before the speech information is broken down into packets and packed accordingly, they undergo a transformation in which a codec is used. The choice of codec depends on how the quality of the connection is currently and how it can be expected in the future. The assessment of future behavior is calculated using an appropriate algorithm, which is preferably based on stochastic considerations. However, it is also possible to use other algorithms, such as e.g. B. neural networks. The RTP protocol is preferably taken into account for the packet-oriented dispatch of the packets. After the packets have been packaged in this way, they are transmitted via the packet-oriented connection to a software switch / media gateway, which then forwards the packets. The software switch / media gateway can u. You may also unpack the packages and repack them into other packages. This depends on who the other party is on the opposite side and how the connection to him can be established.
In der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Bibliothek oder einen Treiber, der auf das Endgerät aufgespielt wird und transparent, ohne dass der Benutzer Kenntnisse von der Verbindung hat, die Verbindung aufbaut. In besonderen Situationen, bei denen die Qualität so schlecht ist, dass eine paketorientierte Übertragung zu keinem akzeptablen Ergebnis führen würde, kann diese Softwareschicht entscheiden, dass die Informationen in herkömmlicher Weise übertragen werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Funktionalität auch gleich Bestandteil des Endgerätes sein kann und durch entsprechende Hardwarekomponenten realisiert wird.In the preferred embodiment, it is a library or a driver that is loaded onto the terminal device and is transparent without the user having any knowledge of the connection that establishes the connection. In special situations where the quality is so poor that packet-oriented transmission would not lead to an acceptable result, this software layer can decide that the information is transmitted in a conventional manner. However, it should be pointed out that the functionality can also be an integral part of the terminal device and is implemented by appropriate hardware components.
Die beschriebene Software wird als Layer in die vorhandene Software des mobilen Endgerätes integriert, sodass keinerlei für den Anwender sichtbaren Veränderungen bei den Anwendungen vorgenommen werden müssen, die auf Softwareschichten zugreifen, die oberhalb des erfindungsgemäßen Moduls liegen. Durch diesen Ansatz erscheint es für den Benutzer so, als würde er in herkömmlicher Weise kommunizieren. Für ihn ist die Schicht somit transparent, da er in der Regel nur mit Anwendungen wie Browser, Telefonbuch, Adressbuch, Wähler arbeitet, die auf der höchsten Softwareschicht angeordnet sind.The software described is integrated as a layer in the existing software of the mobile device, so that none Changes which are visible to the user must be made in the applications which access software layers which are above the module according to the invention. With this approach, the user appears to be communicating in a conventional manner. The layer is therefore transparent to him, since he generally only works with applications such as browsers, telephone books, address books, voters, which are arranged on the highest software layer.
In einer möglichen Ausgestaltungsform wird das Modul als Treiber ausgestaltet, der sich über den Paket Stack legt sowie über den Treiber, der für die verbindungsorientierte Kommunikation vorgesehen ist.In one possible embodiment, the module is designed as a driver, which is placed over the packet stack and over the driver, which is provided for connection-oriented communication.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Software Schnittstellen bereit, auf die Anwendungen direkt zugreifen können. In diesem Falle handelt es sich nicht um eine transparente Ausführungsform, sondern um eine spezielle für Entwickler. Hierbei werden APIs zur Verfügung gestellt, auf die andere Software unmittelbar zugreifen kann.In a further embodiment, the software provides interfaces that applications can directly access. In this case, it is not a transparent embodiment, but a special one for developers. This provides APIs that other software can access directly.
Sollte RTP als Protokoll verwendet werden, so umfasst die Erfindung ebenfalls einen RTCP-Handler, der die Qualität der Übertragung überprüft, um ggf. Änderungen an den Einstellungen zu veranlassen. Den genauen Aufbau dieses RTCP-Handlers kann den weiter unten aufgeführten RFCs entnommen werden.If RTP is used as the protocol, the invention also includes an RTCP handler which checks the quality of the transmission in order to possibly make changes to the settings. The exact structure of this RTCP handler can be found in the RFCs listed below.
Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist ein Modul zur Kompensierung von Jitter-Losses . Hierdurch werden Verzerrungen und Paketverluste kompensiert, wobei vorzugsweise ein Puffer verwendet wird.Another component of the present invention is a module for compensating for jitter losses. This compensates for distortion and packet loss, preferably using a buffer.
Ein weiterer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Übertragung von Sprachinformationen in einem paketorientierten Funknetzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt, bei dem Sprachinformationen eines mobilen Endgerätes abgefangen werden, die verbindungsorientiert übertragen werden sollen. In einem weiteren Schritt werden die Sprachinformationen codiert, soweit dies nicht bereits in ausreichender Form erfolgt ist. In Abhängigkeit der Qualität einer paketorientierten Verbindung kann hierbei ein unterschiedlicher Code gewählt werden. In einem nächsten Schritt werden die codierten Sprachinformationen paketiert, wobei vorzugsweise RTP-Pakete erzeugt werden.Another component of the present invention is a method for the transmission of voice information in a packet-oriented radio network, in particular UMTS, which by default voice-oriented connection information transmits, in which voice information of a mobile terminal is intercepted, which is to be transmitted in a connection-oriented manner. In a further step, the speech information is encoded, unless this has already been done in sufficient form. Depending on the quality of a packet-oriented connection, a different code can be selected. In a next step, the encoded voice information is packetized, preferably RTP packets being generated.
Auch bei diesem Verfahren werden durch zukunftsbetrachtende Algorithmen, insbesondere stochastische oder neuronale, ein Codec gewählt und/oder die Form der Paketierung bestimmt.In this method too, future-looking algorithms, in particular stochastic or neuronal algorithms, select a codec and / or determine the form of the packaging.
Wie bereits oben beschrieben wurde, wird die paketorientierte Sprachverbindung über einen Softswitch/Media-Gateway initialisiert und aufgebaut, der die Informationen an den Empfänger weiterleitet.As already described above, the packet-oriented voice connection is initialized and set up via a softswitch / media gateway, which forwards the information to the recipient.
Ein weiterer Bestandteil ist ein Computerprogramm, das auf unterschiedlichen Plattformen ablaufen kann und das oben beschriebene Verfahren umsetzt. Hierbei kann es sich um einen maschinenunabhängigen Code oder um maschinenspezifischen Code handeln. In einer weiteren Ausführungsform werden die bestehenden Treiber ersetzt oder erweitert, sowie die Bibliotheken ersetzt und/oder erweitert.Another component is a computer program that can run on different platforms and implements the method described above. This can be a machine-independent code or machine-specific code. In a further embodiment, the existing drivers are replaced or expanded, and the libraries are replaced and / or expanded.
Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist ein Datenträger mit einer Datenstruktur, die nach einem Laden in einen Hauptspeicher eines mobilen Endgerätes das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.Another component of the invention is a data carrier with a data structure, which executes the method according to the invention after loading into a main memory of a mobile terminal.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigt:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments which are illustrated schematically in the figures. Same reference numbers in the individual figures denote the same elements. In detail shows:
Fig. 1 eine schematische Übersicht der unterschiedlichen Layer und ihre Anordnung in der vorliegenden Erfindung sowie den Aufbau der entsprechenden Module;Figure 1 is a schematic overview of the different layers and their arrangement in the present invention and the structure of the corresponding modules.
Fig. 2 einen detaillierten Aufbau der schematischen Darstellung nach Figur 1 mit unterschiedlichen Unterkomponenten und ihren entsprechenden Verbindungen .Fig. 2 shows a detailed structure of the schematic representation of Figure 1 with different sub-components and their corresponding connections.
In Fig. 1 ist das Schichtenmodell der vorliegenden Erfindung zu sehen. Das Modul fmQ ist ein Qualitätssicherungssystem, das konstant die Qualität überprüft und Schätzungen für die Zukunft macht. Auf Grund dieser Schätzungen wird frühzeitig ein anderer Codec gewählt, oder es werden andere Parameter verändert, die z. B. die Signalleistung oder Art der Paketierung betreffen. Oberhalb der Transportschichten, wie sie durch IP, UDP sowie TCP dargestellt werden, befindet sich der Realtimepaketprozessor, der für die Paketierung zuständig ist. Oberhalb dieser Schicht ist das Modul angeordnet, das für die Codierung der Sprachinformationen zuständig ist. Auf diesem Modul basieren weitere Sprachanwendungen. Das Modul1 shows the layer model of the present invention. The module fmQ is a quality assurance system that constantly checks the quality and makes estimates for the future. On the basis of these estimates, a different codec is selected at an early stage, or other parameters are changed which, for. B. concern the signal power or type of packaging. The real-time packet processor, which is responsible for the packaging, is located above the transport layers, as represented by IP, UDP and TCP. Above this layer is the module that is responsible for coding the speech information. Further language applications are based on this module. The module
Multimedia Control dient zur Bereitstellung von den APIsMultimedia control is used to provide the APIs
(Application Programming Interface) . Dies stellt in der Regel eine Bibliothek dar, auf der andere Anwendungen aufbauen, wie z. B. grafische und optische Systeme, die Online-Konferenzen ermöglichen.(Application Programming Interface). This is usually a library on which other applications are based, such as B. graphic and optical systems that enable online conferences.
Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau mit Informationswegen zwischen den einzelnen Modulen.Fig. 2 shows the detailed structure with information paths between the individual modules.
So besteht das Codec Modul aus einer Schnittstelleneinheit, die auf die Sprachinformationen zugreift. Die eingetroffenen Informationen werden gefiltert, sodass ein Echo eliminiert werden kann und die Lautstärke wird entsprechend angepasst.The codec module consists of an interface unit that accesses the voice information. The arrivals Information is filtered so that an echo can be eliminated and the volume is adjusted accordingly.
Daraufhin werden die Informationen an eine Codier-Einheit übergeben, die sowohl für das Codieren als auch für das Decodieren zuständig ist (AMR und AMR-WB Codecs, siehe 3GPP Dokumente in der Anlage) .The information is then transferred to a coding unit, which is responsible for both coding and decoding (AMR and AMR-WB codecs, see 3GPP documents in the appendix).
Nach dem ein Frame erstellt worden ist (siehe IETF Dokument) , wird die Sprachinformation an einen Echtzeit-Paketsystem übergeben. Dieser Echtzeitpaketprozessor besteht einerseits aus einem Verzerrungs- und Verlustkompensator, einem RTP- Paketierer und einem RTCP-Handler . Die Funktionalitäten sind den entsprechenden RFCs zu entnehmen, die am Ende der Anmeldung aufgeführt sind. Der Verzerrungs- und Verlustkompensator wurde bereits oben beschrieben. Er besteht im Wesentlichen aus einem Speicherbereich. Die Einheit zum Paketieren von Paketen ist so ausgebildet, dass sie jederzeit durch einfache Erweiterung andere Transportprotokolle berücksichtigen kann. Der Echtzeitpaketprozessor hat Zugriff auf die darunter liegenden Netzwerk-Level. In der vorliegenden Darstellung greift der Echtzeitpaketprozessor auf das UDP Level zu. Es ist jedoch auch möglich, dass er direkt auf das IP Level oder TCP Level zugreift.After a frame has been created (see IETF document), the voice information is transferred to a real-time packet system. This real-time packet processor consists on the one hand of a distortion and loss compensator, an RTP packetizer and an RTCP handler. The functionalities can be found in the corresponding RFCs, which are listed at the end of the registration. The distortion and loss compensator has already been described above. It essentially consists of a memory area. The unit for packaging packages is designed in such a way that it can take other transport protocols into account at any time by simply expanding it. The real-time packet processor has access to the underlying network levels. In the present illustration, the real-time packet processor accesses the UDP level. However, it is also possible for him to access the IP level or TCP level directly.
Der Echtzeitprozessor hat Schnittstellen zum TCP/IP Stack und bietet APIs für Multimedia-Anwendungen und APIs für das RTCP.The real-time processor has interfaces to the TCP / IP stack and offers APIs for multimedia applications and APIs for the RTCP.
Die Multimedia Kontrolleinheit ist zuständig, um Verbindungen aufzubauen, diese Verbindungen zu verwalten und zu überprüfen. Weiterhin hat diese Einheit Zugriff auf den Codierer über eine entsprechende Kontrolleinheit. Dieser Baustein spielt eine große Rolle bei der Kommunikation mit anderen Modulen. Die Kommunikationsfunktionalität wird in der Session Control Einheit implementiert. Das Modul erlaubt es, andere Anwendungen zu starten, wenn entsprechende Signale durch SIP mitgeteilt werden oder andere Modulen dieses wünschen. Ein Beispiel ist z. B. ein jpg-Viewer, oder ein Internetbrowser der bei entsprechenden Daten gestartet wird. Es ist eine entsprechende Verwaltung da, die anhand der Extensionen der Informationen die Programme erkennt, die zur Bearbeitung der Informationen zu starten sind.The multimedia control unit is responsible for establishing connections, managing and checking these connections. Furthermore, this unit has access to the encoder via a corresponding control unit. This module plays a major role in the communication with other modules. The communication functionality is implemented in the session control unit. The module allows other applications to be started if corresponding signals are communicated by SIP or if other modules request this. On Example is e.g. B. a jpg viewer, or an Internet browser that starts with the appropriate data. A corresponding administration is there, which recognizes, based on the extensions of the information, the programs which are to be started for processing the information.
Unterhalb der Multimedia Kontrolleinheit ist die Signal Kontrolleinheit, die für die physikalischen Signale zuständig ist. Eine der Hauptaufgaben dieser Einheit ist das SIP Protokoll abzubilden. Die Implementierung dieser Einheit verwendet Methoden aus dem 3GPP Dokument, wie es unten beschrieben wurde.The signal control unit, which is responsible for the physical signals, is below the multimedia control unit. One of the main tasks of this unit is to map the SIP protocol. The implementation of this unit uses methods from the 3GPP document as described below.
Diese Einheit realisiert weiterhin die PDP-Kontext- Aktivierung, die Datenverbindung zum UMTS Netzwerk und zum USIM, wodurch Benutzer authentifiziert werden und Verbindungen aufgebaut werden können mit entsprechenden Verbindungseigenschaften (Qualtiy of Service) . Weiterhin besteht eine externe Schnittstelle, die als Proxy-Anwendung verwendet werden kann, . Dies erlaubt eine Integration von Anwendungen, die einen Standard SIP-Stack verwenden, um in 3G Umgebungen zu arbeiten.This unit also realizes the PDP context activation, the data connection to the UMTS network and to the USIM, whereby users are authenticated and connections can be established with the appropriate connection properties (quality of service). There is also an external interface that can be used as a proxy application. This allows integration of applications that use a standard SIP stack to work in 3G environments.
Weiterhin ist ein Modul vorgesehen, das SIP Komprimierung durchführt und ein weiteres, das das SDP Protokoll unterstützt. SDP wird in einigen SIP Methoden verwendet, um die Eigenschaften des Endgerätes zu beschreiben, das für den RTP Strom zuständig ist und um die Eigenschaften der Geräte auszuhandeln, die in den Multimedia Anruf verwickelt sind. Weiterhin hat die Einheit Modulschnittstellen zur Multimedia Kontrolleinheit (MC) und zum IP Stack. Liste der zitierten Literatur:There is also a module that performs SIP compression and another that supports the SDP protocol. SDP is used in some SIP methods to describe the properties of the terminal that is responsible for the RTP stream and to negotiate the properties of the devices that are involved in the multimedia call. The unit also has module interfaces to the multimedia control unit (MC) and to the IP stack. List of literature cited:
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[5] SIP: Session Initiation Protocol, IETF RFC2543 [5] SIP: Session Initiation Protocol, IETF RFC2543

Claims

Patentansprüche claims
1. Mobiles Endgerät für ein paketorientiertes Netzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt, mit einem Modul, das vorzugsweise nachträglich installierbar ist, das die Sprachinformationen abfängt, bevor sie verbindungsorientiert übertragen werden, um sie in Pakete zu zerlegen, die dann paketorientiert übertragen werden.1.Mobile terminal for a packet-oriented network, in particular UMTS, which transmits voice information by default in a connection-oriented manner, with a module which can preferably be retrofitted, which intercepts the voice information before it is transmitted in a connection-oriented manner in order to break it down into packets, which are then transmitted in a packet-oriented manner become.
2. Mobiles Endgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk UMTS ist, wobei die Pakete mit den Sprachinformationen in RTP-Paket eingefügt werden.2. Mobile terminal according to the preceding claim, characterized in that the network is UMTS, the packets with the voice information being inserted in the RTP packet.
3. Mobiles Endgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein RTCP-Handler vorgesehen ist, der die Qualität der Übertragung überprüft, um ggf. Änderungen an den Einstellungen zu veranlassen.3. Mobile terminal according to the preceding claim, characterized in that an RTCP handler is provided, which checks the quality of the transmission, in order to possibly cause changes to the settings.
4. Mobiles Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Modul vorhanden ist, insbesondere ein AMR-Codec, das erlaubt den Codec und/oder andere Parameter bei der Codierung von Sprache zu verändern.4. Mobile terminal according to one or more of the preceding claims, characterized in that a further module is present, in particular an AMR codec, which allows the codec and / or other parameters to be changed when coding speech.
5. Mobiles Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Modul, insbesondere ein Jitter-Loss-Compensator, vorhanden ist, das Verzerrungen und Paketverluste kompensiert, wobei vorzugsweise ein Puffer verwendet wird.5. Mobile terminal according to one or more of the preceding claims, characterized in that a further module, in particular a jitter-loss compensator, is present, which compensates for distortions and packet losses, preferably using a buffer.
6. Mobiles Endgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module als Software ausgebildet sind, die nachträglich installiert sind, wobei sich die Software so in die Layer der vorhandenen Software integriert, dass keinerlei Veränderungen bei den Anwendungen vorgenommen werden müssen, wobei die Softwareschicht vorzugsweise transparent erscheint.6. Mobile terminal according to one or more of the preceding claims, characterized in that the modules are designed as software that are installed subsequently, the software being integrated into the layers of the existing software in such a way that no changes are made must be carried out in the applications, the software layer preferably appearing transparent.
7. Mobiles Endgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Software als Treiber und/oder als Protokoll über die bisherigen Protokolle und/oder Treiber legen.7. Mobile terminal according to the preceding claim, characterized in that the software as a driver and / or as a protocol over the previous protocols and / or drivers.
8. Mobiles Endgerät nach einem oder mehreren der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Software Schnittstellen bereitstellt, insbesondere APIs, auf die andere Software unmittelbar zugreifen kann.8. Mobile terminal according to one or more of the two preceding claims, characterized in that the software provides interfaces, in particular APIs, which other software can access directly.
9. Verfahren zur Übertragung von Sprachinformationen in einem paketorientierten Funknetzwerk, insbesondere UMTS, das standardmäßig Sprachinformationen verbindungsorientiert überträgt, - bei dem Sprachinformationen eines mobilen Endgerä.tes abgefangen werden, die verbindungsorientiert übertragen werden sollen,9. Method for the transmission of voice information in a packet-oriented radio network, in particular UMTS, which transmits voice information by default in a connection-oriented manner - in the voice information of a mobile terminal . intercepted, which are to be transmitted in a connection-oriented manner,
- bei dem eine Codierung der Sprachinformationen stattfindet, soweit dies nicht bereits schon geschehen ist, wobei in Abhängigkeit der Qualität einer paketorientierten Verbindung ein unterschiedlicher Codec gewählt werden kann,in which coding of the speech information takes place, unless this has already been done, a different codec being able to be selected depending on the quality of a packet-oriented connection,
- bei dem die codierten Sprachinformationen paketiert werden, wobei vorzugsweise RTP-Pakete erzeugt werden.- in which the encoded voice information is packaged, preferably RTP packets being generated.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch zukunftsbetrachtende10. The method according to the preceding method claim, characterized in that by future-looking
Algorithmen, insbesondere stochastische oder neuronale, ein Codec gewählt wird und/oder die Form der Paketierung bestimmt wird.Algorithms, in particular stochastic or neuronal, a codec is selected and / or the form of the packaging is determined.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem mobilen Endgerät ein Softwaremodul installiert wird, das die Sprachinformationen transparent umlenkt. 11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a software module is installed on the mobile terminal device, which redirects the speech information transparently.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die paketorientierte Sprachverbindung über einen Softswitch/Media- Gateway aufgebaut wird, der die Informationen an den Empfänger weiterleitet.12. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the packet-oriented voice connection is established via a softswitch / media gateway which forwards the information to the recipient.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Softswitches die paketorientierte Verbindung initialisiert wird.13. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the packet-oriented connection is initialized with the aid of the soft switch.
14. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es beim Ablauf auf einem mobilen Endgerät das Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche ausführt.14. Computer program, characterized in that it executes the method according to one of the preceding method claims when running on a mobile terminal.
15. Computerprogrammen nach dem vorhergehenden Computerprogrammanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Software als Bibliothek ausgebildet ist, die bestehende Bibliotheken ersetzt und/oder erweitert.15. Computer programs according to the preceding computer program claim, characterized in that the software is designed as a library that replaces and / or extends existing libraries.
16. Computerprogrammen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Computerprogrammansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Software eine weitere Schicht in ein Treibermodell des mobilen Endgerätes eingefügt, die transparent ist und die das Umleiten der Informationen vornimmt .16. Computer programs according to one or more of the preceding computer program claims, characterized in that the software inserts a further layer in a driver model of the mobile terminal, which is transparent and which redirects the information.
17. Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Hauptspeicher eines mobilen Endgerätes das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt. 17. A data carrier on which a data structure is stored, which executes the method according to one of the preceding claims after loading into a main memory of a mobile terminal.
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