專利名稱：用于在異步數(shù)據(jù)包中傳輸語音數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)的制作方法
可以用于不同目的的終端機在很多通信系統(tǒng)中以增長的趨勢是無線連接的，例如用于傳輸語音、視頻-、傳真-、程序-和/或測量數(shù)據(jù)。這樣的移動終端機常常是經(jīng)過多信道的空氣接口與基站耦合的。在后面關(guān)于移動終端機也可以理解為所謂的無線終端機。經(jīng)過基站建立與基站耦合的移動終端機和與通信網(wǎng)絡連接的其他終端裝置之間的連接。此外基站行使在通信網(wǎng)絡中使用的傳輸記錄和空氣接口傳輸記錄之間的轉(zhuǎn)換職能。
特別是在用于語音通信的無線終端機上所敘述的無線網(wǎng)絡連接方式很通用。在這方面本發(fā)明也涉及到安排用于語音通信的具有可以與通信網(wǎng)絡連接的基站和在其上無線耦合的移動終端機的一個通信系統(tǒng)。
目前已知安排用于語音通信的基站，基站是運行在ISDN-通信網(wǎng)絡上例如公用的遠距離語音網(wǎng)絡。經(jīng)過這樣的基站可以建立移動終端機和連接在ISDN-通信網(wǎng)絡的其他終端裝置之間的連接。為此基站提供了在ISDN-通信網(wǎng)絡上使用的ISDN-傳輸記錄和空氣接口傳輸記錄之間進行轉(zhuǎn)換的裝置。
與語音傳輸平行的常常還有其他類型的數(shù)據(jù)在ISDN-通信網(wǎng)絡和移動終端機之間經(jīng)過基站進行交換，例如視頻數(shù)據(jù)或者在便攜式計算機與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡無線連接之間的幀內(nèi)準備交換的文件數(shù)據(jù)。然而與基本上用恒定數(shù)據(jù)率傳輸?shù)臄?shù)字化語音信號不同的是準備傳輸?shù)奈募?shù)據(jù)常常出現(xiàn)脈沖式的，也就是說具有變化很大的數(shù)據(jù)率。因為ISDN-通信網(wǎng)絡是為同步數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計的和因此不允許動態(tài)的帶寬變化，當傳輸以脈沖式出現(xiàn)的文件數(shù)據(jù)時可能出現(xiàn)超負荷狀態(tài)，如果文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率暫時超過預先規(guī)定的傳輸帶寬時。為了避免這樣的狀態(tài)必須將文件數(shù)據(jù)或者緩沖存儲(緩沖存儲)-這延遲了其傳輸-或者按照期望的尖峰數(shù)據(jù)率安排適合的，常常不成比例的高傳輸帶寬。
在很多情況下將數(shù)據(jù)在移動終端機和外部的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡例如因特網(wǎng)或者用于數(shù)據(jù)處理設(shè)備其他通信安排的網(wǎng)絡之間進行交換。運行在ISDN-通信網(wǎng)絡上的基站要求這樣的數(shù)據(jù)交換然而要求附加裝置，例如調(diào)制解調(diào)器或者所謂的網(wǎng)關(guān)計算機，用其將數(shù)據(jù)在外部的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和ISDN-通信網(wǎng)絡之間進行轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的任務是也規(guī)定安排用于語音通信的通信系統(tǒng)，這個通信系統(tǒng)裝備有至少一個基站和無線耦合的移動終端機，和用很少的費用允許經(jīng)過外部的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。
按照本發(fā)明此任務是通過具有權(quán)利要求1特征的通信系統(tǒng)解決的。
按照本發(fā)明通信系統(tǒng)的重要的優(yōu)點在于，經(jīng)過基站可以直接與數(shù)據(jù)包交換的通信網(wǎng)絡耦合，例如因特網(wǎng)或者數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。在其中不要求用于轉(zhuǎn)換與通信系統(tǒng)進行交換數(shù)據(jù)的附加裝置，例如調(diào)制解調(diào)器或者網(wǎng)關(guān)計算機。因為傳輸語音數(shù)據(jù)或者其他的有用數(shù)據(jù)在按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)中例如在數(shù)據(jù)包交換的通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)包是建立在不同步基礎(chǔ)上的，當使用共同的傳輸記錄時，例如因特網(wǎng)-記錄，將數(shù)據(jù)包直接在按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)包交換的通信網(wǎng)絡之間進行交換。因此可以用很少的費用將按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)集成在數(shù)據(jù)包交換的通信網(wǎng)絡上，這特別涉及到當前發(fā)展高效率數(shù)據(jù)包交換通信網(wǎng)絡越來越具有有利的特性。
此外用按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)除了語音數(shù)據(jù)之外同樣在不同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內(nèi)還傳輸其他類型的數(shù)據(jù)，例如視頻-、傳真-、文件-、程序-或者測量數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)包從路由器裝置借助于包括在各個數(shù)據(jù)包內(nèi)的地址信息繼續(xù)傳輸。因為將數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳輸可以與包括在數(shù)據(jù)包內(nèi)的數(shù)據(jù)類型無關(guān)地進行，在基站不要求對數(shù)據(jù)進行區(qū)別或者特殊處理。按照準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型進行區(qū)分只有在各自的目標終端機上才是必要的。因此可以將集成在有線數(shù)據(jù)包交換通信網(wǎng)絡上的語音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點轉(zhuǎn)移到無線通信系統(tǒng)中。
按照本發(fā)明通信系統(tǒng)的其他優(yōu)點在于，用語音數(shù)據(jù)或者其他類型數(shù)據(jù)的傳輸率進行傳輸時，可以用簡單的方法與現(xiàn)實的數(shù)據(jù)接收相匹配，如果數(shù)據(jù)率相應地變化，用這個數(shù)據(jù)率產(chǎn)生和/或者傳輸準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。
將包括在移動終端機上的語音壓縮裝置用于壓縮經(jīng)過空氣接口發(fā)送的語音數(shù)據(jù)，從而在空氣接口上占用比較少的傳輸帶寬。相對應的包括在移動終端機上的語音解壓縮裝置用于解壓縮經(jīng)過空氣接口接收的語音數(shù)據(jù)，這個語音數(shù)據(jù)在經(jīng)過空氣接口傳輸之前為了使其減輕負荷已經(jīng)被壓縮。
將本發(fā)明有利的實施例和擴展結(jié)構(gòu)敘述在從屬權(quán)利要求中。
按照本發(fā)明通信系統(tǒng)可以用按照不同標準的空氣接口實現(xiàn)，其中也可以將多個標準組合在一起。有利的實施形式特別是按照EISI-標準-定義的DECT(數(shù)字增強無線通信)、DCS(數(shù)字蜂窩式系統(tǒng))或者GSM(全球移動通信系統(tǒng))或者按照標準化建議UMTS-定義(通用移動通信系統(tǒng))的空氣接口；此外用按照ARI-標準-定義的PHS(私人手機系統(tǒng))空氣接口。
按照本發(fā)明有利的擴展結(jié)構(gòu)在基站上包括檢測裝置，用檢測裝置借助于包括在單個數(shù)據(jù)包中的優(yōu)先權(quán)信息可以檢查是否數(shù)據(jù)包分配給應用的準實時應用具有預先規(guī)定的最大允許的數(shù)據(jù)包傳輸持續(xù)時間。此外按照本發(fā)明的這個擴展結(jié)構(gòu)在基站上包括優(yōu)先裝置，優(yōu)先裝置促使優(yōu)先傳輸分配給準實時應用的數(shù)據(jù)包。當優(yōu)先傳輸數(shù)據(jù)包時也可以考慮多個不同的優(yōu)先級，借助于包括在其中的優(yōu)先信息將數(shù)據(jù)包分配給優(yōu)先級。
按照本發(fā)明其他有利的擴展結(jié)構(gòu)，基站也可以包括語音壓縮裝置和/或語音解壓縮裝置。其中語音壓縮裝置用于將從其他的終端機傳輸?shù)揭苿咏K端機上沒有被壓縮的語音數(shù)據(jù)在傳輸之前經(jīng)過空氣接口進行壓縮。相應地安排語音解壓縮裝置用于將從移動終端機傳輸?shù)狡渌慕K端機上的語音數(shù)據(jù)在傳輸?shù)酵ㄐ畔到y(tǒng)之前進行解壓縮。這樣構(gòu)造的基站的優(yōu)點是，用與通信網(wǎng)絡耦合的其他的終端機也可以將沒有被壓縮的語音數(shù)據(jù)進行交換，從而廢除了在按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)中和在其他的終端機上使用的語音壓縮方法進行協(xié)調(diào)的必要性。
在下面借助于附圖詳細敘述本發(fā)明的實施例。
附圖表示附

圖1具有基站和移動終端機的通信系統(tǒng)的簡圖，移動終端機經(jīng)過基站與其他終端機是耦合的，附圖2基站的簡圖，附圖3移動終端機的簡圖。
附圖1用簡圖表示了具有一個基站BS和與之無線耦合的移動終端機E1和E2的通信系統(tǒng)。其中將無線耦合各自由閃電線條表示的。此外基站是與通信網(wǎng)絡KN，例如與因特網(wǎng)或者與安排用于數(shù)據(jù)處理設(shè)備通信的其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡相連接的，其他的終端機E3和E4是與之相耦合的和在這個實施例中通信網(wǎng)絡是支持因特網(wǎng)-記錄(IP)的。此外各自-涉及到通信網(wǎng)絡KN-將一個明確的網(wǎng)絡地址，也就是說在這里為IP-地址，IP1或者IP2分配給移動終端機E1、E2。此外將移動終端機E1、E2在基站BS上實現(xiàn)為經(jīng)過基站BS是可以達到的。
在這個實施例中在移動終端機E1和其他的終端機E3之間以及在移動終端機E2和其他的終端機E4之間各自存在一個語音連接。在這些語音連接的幀內(nèi)將由其他的終端機E3、E4到移動終端機E1、E2準備傳輸?shù)恼Z音信號進行數(shù)字化和為了減少準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量進行壓縮。隨后將被壓縮的語音數(shù)據(jù)作為有用數(shù)據(jù)ND1或者ND2插入不同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中。將這些與鑒別它們各自傳輸目標的地址信息，也就是說與移動終端機E1或者E2的IP-地址IP1或者IP2傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡KN。在通信網(wǎng)絡KN上將按照因特網(wǎng)-記錄的數(shù)據(jù)包借助于附在其上的IP-地址IP1,IP2繼續(xù)傳輸?shù)交綛S，從那里將數(shù)據(jù)包經(jīng)過空氣接口傳輸?shù)揭苿咏K端機E1或者E2。
附圖2用簡圖表示了基站BS，基站作為功能部件包括發(fā)送/接收裝置SEB，路由器裝置ROU和用于將基站BS與通信網(wǎng)絡連接的網(wǎng)絡接口NS。其中路由器裝置ROU一方面是與網(wǎng)絡接口NS相連接，經(jīng)過網(wǎng)絡接口將數(shù)據(jù)可以與通信網(wǎng)絡KN進行交換，和另一方面經(jīng)過邏輯的或者物理的端口P1、P2,…,PN與發(fā)送/接收裝置SEB相耦合。通過發(fā)送/接收裝置SEB將空氣接口，例如按照DECT-標準的，實現(xiàn)為到移動終端機E1、E2和準備好很多無線傳輸信道用于在基站BS和移動終端機E1、E2之間數(shù)字化數(shù)據(jù)的交換。其中將無線傳輸信道各自分配給一個端口P1、P2…、PN。
在與移動終端裝置E1、E2的語音連接幀內(nèi)將經(jīng)過網(wǎng)絡接口NS傳輸給基站BS的具有語音數(shù)據(jù)ND1或者ND2和IP-地址IP1或者IP1的數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡接口NS傳輸給路由器裝置ROU。在路由器裝置ROU中讀出每個到達數(shù)據(jù)包的IP-地址和通過IP-地址說明的數(shù)據(jù)包確定傳輸目標。然后進行檢查，是否這個傳輸目標是經(jīng)過基站BS可以達到的移動終端機的。如果是這樣，然后求出可提供使用到這個移動終端機空氣接口的傳輸信道，然后經(jīng)過被分配給求出的傳輸信道的端口P1、P2、…或者PN將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)桨l(fā)送/接收裝置SEB。在這個實施例中移動終端機E1經(jīng)過被分配給端口P1的傳輸信道和移動終端機E2經(jīng)過被分配給端口P2的傳輸信道與基站相耦合。相應的將由IP-地址IP1標志的數(shù)據(jù)包經(jīng)過端口P1和將由IP-地址IP2標志的數(shù)據(jù)包經(jīng)過端口P2傳輸?shù)桨l(fā)送/接收裝置SEB。然后從發(fā)送/接收裝置SEB將經(jīng)過端口P1或者P2接收的數(shù)據(jù)包經(jīng)過被分配給P1或者P2的空氣接口的傳輸信道傳輸給移動終端機E1或者E2。
附圖3用簡圖表示了移動終端機E1。作為功能部件包括發(fā)送/接收裝置SEE、轉(zhuǎn)換模塊UM、壓縮/解壓縮裝置KD和語音數(shù)據(jù)的輸入/輸出模塊SIO。將單個功能部件按照數(shù)字順序先后連接。
在語音連接幀內(nèi)將發(fā)送到移動終端機E1的具有語音數(shù)據(jù)ND1和IP-地址IP1的數(shù)據(jù)包被發(fā)送/接收裝置SEE接收和繼續(xù)傳送到轉(zhuǎn)換模塊UM。在轉(zhuǎn)換模塊UM中將語音數(shù)據(jù)ND1從數(shù)據(jù)包中提取和與在語音連接幀內(nèi)傳輸給終端機E1其他數(shù)據(jù)包的被提取的有用數(shù)據(jù)部分組合成為連續(xù)的數(shù)據(jù)流。轉(zhuǎn)換模塊UM也常常被稱為分割和裝配模塊。然后將被提取的有用數(shù)據(jù)ND1作為有用數(shù)據(jù)流的一部分輸入給壓縮/解壓縮裝置KD，在那里將有用數(shù)據(jù)ND1或者有用數(shù)據(jù)流解壓縮。通過解壓縮從語音數(shù)據(jù)ND1中將原始的數(shù)字化語音信號DND1重新改造，最后作為解壓縮的有用數(shù)據(jù)流的一部分輸入給輸入/輸出裝置SIO和在那里作為語音輸出。
網(wǎng)絡在語音連接的幀內(nèi)將語音信號也能在相反方向傳輸，也就是說從移動終端機E1到其他的終端機E3，將上述過程在方向上相反。在這種情況下將語音信號輸入給輸入/輸出裝置SIO和從那里以數(shù)字形式輸入給壓縮/解壓縮裝置KD用于進行壓縮。隨后將被壓縮的語音數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)包插入給轉(zhuǎn)換模塊UM，在數(shù)據(jù)包上安排有其他的終端機E3的IP-地址和通過發(fā)送/接收裝置SEE無線地傳輸?shù)交綛S。然后在基站BS上將被接收的數(shù)據(jù)包由發(fā)送/接收裝置SEB經(jīng)過端口P1、P2、…,PN之一傳輸?shù)铰酚善餮b置ROU，在那里借助于數(shù)據(jù)包的IP-地址決策，將各個數(shù)據(jù)包繼續(xù)傳送到哪里。在上述情況下路由器裝置ROU知道通過IP-地址說明的目標-終端機E3不屬于與基站BS耦合的移動終端機E1、E2和因此將安排有這個IP-地址的數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)絡接口NS繼續(xù)傳送到通信網(wǎng)絡KN。于是在通信網(wǎng)絡KN上將數(shù)據(jù)包按照因特網(wǎng)-記錄借助于IP-地址繼續(xù)傳送到終端機E3，在那里將語音數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)包中提取和將其解壓縮之后作為語音輸出。
權(quán)利要求
1．有基站(BS)和移動終端機(E1,E2)的通信系統(tǒng)，其中a)基站(BS)有為了實現(xiàn)到移動終端機(E1,E2)的無線的第一個子連接的空氣接口經(jīng)過到其他終端機(E3,E4)的第二個子連接可以實現(xiàn)的到通信網(wǎng)絡(KN)的網(wǎng)絡接口(NS)，其中各自將用于第一個和第二個子連接的準備傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)(ND1,ND2)在不同步的準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中進行傳輸，b)基站(BS)包括路由器裝置(ROU)，用于指示在已經(jīng)存在的第一個或者第二個子連接的范圍中出現(xiàn)的到第二個或者第一個子連接的數(shù)據(jù)包依賴于在單個數(shù)據(jù)包中各自包括的，說明終端機傳輸目標方向的地址信息(IP1,IP2)，和c)移動終端機(E1,E2)各自有一個語音壓縮裝置(KD)用于將傳輸?shù)交?BS)的語音數(shù)據(jù)進行壓縮和/或一個語音解壓縮裝置(KD)用于將傳輸?shù)礁鱾€移動終端機的被壓縮的語音數(shù)據(jù)解壓縮。
2．按照權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征為，通信網(wǎng)絡(KN)是為了連接數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。
3．按照上述權(quán)利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征為，將空氣接口實現(xiàn)為按照ETSI-標準-定義的DECT(數(shù)字增強無線通信)。
4．按照權(quán)利要求1或2的通信系統(tǒng)，其特征為，將空氣接口實現(xiàn)為按照ETSI-定義的UMTS(通用移動通信業(yè)務)。
5．按照上述權(quán)利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征為，在ISDN網(wǎng)絡上安排了連接到交換裝置的網(wǎng)絡接口(NS)。
6．按照上述權(quán)利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征為，包括在基站(BS)上的檢測裝置，借助于在單個數(shù)據(jù)包中包括的優(yōu)先權(quán)信息用于檢查數(shù)據(jù)包涉及到數(shù)據(jù)包分配到應用的準實時要求和包括在基站(BS)上的優(yōu)先權(quán)裝置，促使優(yōu)先傳輸分配給準實時應用的數(shù)據(jù)包。
7．按照上述權(quán)利要求之一的通信系統(tǒng)，其特征為，基站(BS)有語音壓縮裝置，用于壓縮準備傳輸?shù)揭苿咏K端機的語音數(shù)據(jù)和/或語音解壓縮裝置，用于將從移動終端機傳輸?shù)?，被壓縮的語音數(shù)據(jù)進行解壓縮。
全文摘要
安排了具有一個基站(BS)和移動終端機(E1,E2)的通信系統(tǒng),在其中將語音數(shù)據(jù)(ND1,ND2)在不同步的準備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包內(nèi)繼續(xù)傳輸?；?BS)有空氣接口用于實現(xiàn)到移動終端機(E1,E2)的第一個子連接和到通信網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接口(NS),經(jīng)過第二個子連接可以實現(xiàn)到其他的終端機(E3,E4)。此外基站(BS)包括路由器裝置(ROU)用于將在幀內(nèi)已經(jīng)存在的第一個或者第二個子連接來到的數(shù)據(jù)包指示到第二個或者第一個子連接。指示是依賴于包括在單個數(shù)據(jù)包內(nèi)的說明終端機傳輸目標方向的地址信息(IP1,IP2)。此外移動終端機(E1,E2)各自包括一個語音壓縮裝置(KD)和/或語音解壓縮裝置(KD)。
文檔編號H04M7/00GK1313014SQ99809628
公開日2001年9月12日 申請日期1999年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月13日
發(fā)明者H·羅德納, M·科科特 申請人:西門子公司