CN101300885B - 未激活用户平面期间的业务生成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在通往接入网络的连接的未激活用户平面状态期间提供用户平面业务的方法、传输设备(10)和***。生成连续分组报头序列,其适用于接续直到未激活用户平面状态开始为止传输的报头序列,并且将相应哑元部分添加到连续分组报头序列。然后,在未激活用户平面状态期间,经由非授权移动接入网络从该传输设备(10)传输所生成的数据分组流,从而获得连续的用户数据流,而不考虑未激活用户平面状态。由此,在传输设备(10)的未激活用户平面状态期间,例如在保持状态、呼叫建立状态或消声状态期间,还可以提供用户平面业务,并且可以满足实时业务要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过接入网络,例如通过非授权移动接入(UMA)网络来提供用户平面业务的方法、传输设备、终端设备、网络控制器设备以及***。
背景技术
UMA技术支持通过非授权频谱,包括WLAN(无线局域网)、BluetoothTM(蓝牙)和WiFiTM来选择性接入蜂窝移动服务,例如GSM(全球移动通信***)、WCDMA(宽带码分多址)或GPRS(通用分组无线服务)。UMA技术支持通过非授权无线网络来无缝地传递移动语音和数据服务。为蜂窝无线接入网络和非授权无线网络提供相同的移动标识,从而使这些网络之间的无缝转换(例如,漫游和切换)成为可能。
具体而言,UMA提供将GSM/GPRS移动服务扩展到客户的住宅中,这是通过宽带IP(互联网协议)网络在客户住宅与核心网络之间隧穿特定的GSM/GPRS协议,以及在客户住宅内通过非授权无线链路对它们进行中继来实现的。UMA是对传统GSM/GPRS无线覆盖的补充,其用于改进客户住宅覆盖,提高网络容量并潜在地降低成本。UMA构成了无线接入网络的一部分,并通过添加UMA网络控制器(UNC)作为使用A和Gb接口的WLAN和GSM核心网之间的链路而引入。因此,从GSM核心网络的角度来看,UNC正好被视为是另一基站控制器(BSC)。UNC功能还可以被引入到现存的BSC架构,从而将核心网络从与在同一区域内WLAN和GERAN(GSM/EDGE无线接入网络)之间的用户移位(shift)相关的信令和多资源处理中解放出来。
在UMA中,可以使呼叫保持,类似在常规的电路交换(CS)呼叫中。CS域用户平面的例如音频或视频的实时业务在UNC处经由Up接口来接收,并且遵守在IETF(互联网工程任务小组)规范RFC 3267和RFC 3551中定义的RTP(实时协议)成帧格式。RTP提供端对端网络传输功能,适用于通过多播或单播网络服务来传输实时数据的应用。该数据传输通过实时控制协议(RTCP)来增强,从而允许以可扩展到大型多播网络的方式来监视数据传递,并提供最小控制和标识功能。RTP和RTCP被设计成独立于下面的传输层和网络层。RTP分组包括固定RTP报头、可能空白的贡献源列表以及有效载荷数据。RTP有效载荷包括RTP在RTP分组中传输的数据,例如音频样本或压缩的视频数据。RTP分组流的源通过在RTP报头中携带的32比特数字同步源(SSRC)标识符来标识,从而不依赖于网络地址。此外,对RTP混和器所产生的组合流有贡献的RTP分组流的源可以在贡献源(CSRC)列表中被标识。此列表例如可以用于音频会议,以识别其语音被结合以产生外出分组的所有参与者,使得即使所有的音频分组都包含相同的SSRC标识符,也允许接收方指出当前的发言者。
此外,RTP报头包括:7比特的有效载荷类型(PT)字段,其标识RTP有效载荷的格式并确定其通过应用的解释;16比特的序列号(SN)字段,其每发送一个RTP数据分组序列号增加1,并且其可由接收方用来检测分组丢失并恢复原始分组序列;以及32比特的时间戳(TS),其反映了RTP分组中第一个八位字节的采样时刻。采样时刻可以从随时间单调线性递增的时钟中导出,以允许进行同步和抖动(jitter)计算。
然而,UMA协议(阶段3)R1.0.4要求移动终端或用户设备(UE)至少每隔480ms发送RTP分组。在UE的保持状态(呼叫保持)期间,停止音频编码。因此,没有对RTP协议的输入以发送到网络。而且从RTP分组的角度来看,UMA协议根本没有描述应当如何处理呼叫保持情况。就此而言,UMA协议要求在一个UMA呼叫(包括呼叫保持情况)期间的所有RTP数据业务与同一RTP流相关。这意味着RTP报头的SSRC和PT字段是一致的,TS字段根据有效载荷解码进行递增(如果没有有效载荷则不递增),并且SN字段在每个分组中递增。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种支持经由非授权移动接入网络连接的传输设备的保持状态的方法、传输设备和***。
该目的是通过在通往接入网络的连接的未激活用户平面状态期间提供用户平面业务的方法来实现的,该方法包括步骤:
·生成连续分组报头序列,其适用于接续直到未激活用户平面状态开始为止传送的报头序列;
·将相应的哑元(dummy)部分添加到所述生成的报头序列;
·在所述未激活用户平面状态期间经由所述接入网络来传输所述数据分组流,从而获取用户数据流,而不考虑未激活用户平面状态。
此外,上述目的是通过在通往接入网络的连接的未激活用户平面状态期间提供用户平面业务的传输设备来实现的,该传输设备包括:
·报头生成装置,用于生成连续分组报头序列,其适用于接续直到未激活用户平面状态开始为止传送的报头序列;
·哑元部分生成装置,用于生成数据分组的哑元部分;以及
·分组组装装置,用于将所述生成的哑元部分添加到所述生成的连续分组报头序列,从而获取数据分组流;以及
·传输装置,用于在所述未激活用户平面状态期间传输所述数据分组流,从而获取连续的用户数据流,而不考虑未激活用户平面状态。
因此,呼叫保持问题或者与未激活用户平面(其中没有用户业务可用)相关联的任何其他问题可以通过传送具有分组报头的数据分组流来解决,其中该分组报头适用于无缝地与直到未激活用户平面状态(例如保持状态)开始为止传送的报头序列相匹配。通过将相应的哑元部分添加到分组报头中来生成数据分组。所生成的数据分组流在未激活用户平面状态期间提供连续的用户平面业务,从而可以满足RTP的要求。
根据本发明第一方面,通过指示在数据分组的有效载荷部分中没有携带数据的信息来生成哑元部分。作为具体的例子,该信息可以是自适应多速率(AMR)语音编码器的NO_DATA字段。
根据本发明第二方面,该哑元部分可以生成为不包括有效载荷。然后,所生成的连续分组报头的时间戳信息可以被设定或选择为与包括有效载荷并且在保持状态开始之前传输的最后分组的时间戳信息一致。
根据本发明第三方面,该哑元部分可以生成为包括静音描述符信息。这里,数据分组流的分组之间的传输间隔可以在保持状态期间基于该静音描述符信息所定义的舒适噪声的长度来设定或选择。
最后,根据本发明第四方面,哑元部分可以在未激活用户平面状态期间从传输设备处已接收分组中复制,从而可以回送(loopback)具有修改的报头的已接收分组。
在所有上述第一至第四方面中,可以以预定间隔在未激活用户平面状态期间执行分组传输。此外,所产生的连续分组报头的序列号可以随着每个连续分组报头而递增。数据分组流可以根据实时协议来产生。
传输设备可以包含在终端设备中,例如移动电话或用户设备,或包含在网络控制器设备中。
未激活用户平面状态可以是保持状态和消声(mute)状态其中之一。
在从属权利要求中定义了进一步有利的变形。
附图说明
将参考附图并基于优选实施方式来对本发明进行描述,其中:
图1示出了可以在其中实现优选实施方式的UMA网络架构的示意图;以及
图2示出了根据优选实施方式的传输设备的示意框图。
具体实施方式
下面,将结合经由UMA网络连接到基于GSM或GPRS的网络的终端设备来描述优选实施方式。
图1示出了示意性UMA网络架构,其中该UMA网络包括WLAN20或任何其它基于IP的网络的一个或多个接入点(未示出),通过该接入点,UE或移动台(MS)10可以经由UMA隧道50连接到UMA网络控制器(UNC)30的媒体网关(MG)功能32。从这里,数据业务被路由到GSM/GPRS网络40的移动交换中心(MSC)。
WLAN 20的接入点使用非授权频谱来提供到MS 10的无线链路。对于核心网络,也即GSM/GPRS网络40而言,UNC 30看起来像GERAN基站子***(BSS)。UNC包括安全网关,该安全网关终止来自MS 10的安全远程接入隧道50,提供了针对信令、语音和数据业务的互相认证、加密和数据完整性。WLAN 20提供接入点和UNC 30之间的连接。UMA隧道50发挥IP传输连接的作用,其对从UNC 30通过接入点至MS 10的所有路径进行扩展。在此架构中,事务控制(例如呼叫处理)和用户服务的基本单元由GSM/GPRS核心网络40的网元来提供,即MSC 42或相应的GPRS网元,例如服务GPRS支持节点(SGSN)或网关GPRS支持节点(GGSN)。
下面,基于相应的第一至第四实施方式来描述用于在MS 10的保持状态(呼叫保持)期间提供用户平面业务的四个可选解决方案。这些解决方案基于以下原理,即通过将相应的哑元或伪分组部分添加到匹配的分组报头序列而生成虚拟用户平面业务,其中该匹配的分组报头序列被配置用于接续在呼叫保持状态开始之前以及直到其开始为止所生成的真实分组流,从而即使在MS 10的呼叫保持状态的整个持续时间,也可以获取无缝或连续的RTP分组流。
根据第一实施方式,MS 10配置为在呼叫保持状态期间以一定间隔(例如480ms)来发送RTP分组,该RTP分组包含AMR NO_DATA(无数据)字段或指示该分组不包括作为有效载荷的任何语音或其他实时数据的其他信息。为了兼容,这意味着RTP SN必须相应增加。
根据第二实施方式,MS 10配置为在呼叫保持状态期间发送RTP分组,该RTP分组不包含有效载荷,并且TS字段与在呼叫期间包含真实有效载荷的最后RTP分组所使用的那些TS字段一致。SN字段的值应当相应递增,从而允许第三方RTP业务监视的改进功能。否则,RTP业务监视将把这些RTP分组视为副本。此RTP分组的接收方将由于多个原因而将其忽略。首先,RTP分组不包含有效载荷,第二,TS字段的值是来自最后接收的正确RTP分组的副本。
第二实施方式提供下列有益效果,即RTP分组的频率可以被优化为最佳地满足UMA规范的480ms规则的间隔。此外,整个分组大小是最小的。由于有可能将连续分组之间的时间间隔优化为尽可能长,因此可以最大化功率节省。MS 10可以通过在呼叫保持状态期间停止其编码器功能而实现节省功率,从而没有为静音描述符(SID)帧提供真实源。
根据第三实施方式,MS 10配置为在呼叫保持状态期间发送包含AMR SID作为其有效载荷的RTP分组。为了实现兼容,这意味着RTP SN和TS必须相应地增加。
根据第四实施方式,MS 10配置为在呼叫保持状态期间“回送”所接收的RTP分组。这里,MS 10需要修改回送的RTP分组的RTP报头,使得它们属于直到呼叫保持状态开始为止传送的同一RTP流。该解决方案要求UNC 30至少以所要求的480ms间隔来发送分组。
图2示出了传输设备的示意框图,其可以包括在或者其可以对应于具有根据上述第一至第四优选实施方式所述增强呼叫保持功能的MS 10。
需要注意的是,图2仅示出了解释优选实施方式所需的那些功能。其他功能模块已被省略以保持描述的简短和简单。
根据图2,MS 10包括收发器单元(TRX)17,用于经由通往WLAN 50的接入点的空中接口来发送和接收数据分组。所发送的RTP分组在基带处理电路18处生成,该基带处理电路18包括诸如AMR编解码器的语音编解码功能或单元181,以及RTP编解码功能或单元182,其从语音编解码单元181接收编码的用户数据并生成在其有效载荷部分包括该编码的用户数据的RTP分组。通过用户接口(UI)19来实现例如语音、话音或其他实时数据的RTP有效载荷数据的输入和/或输出,其中用户接口可以包括显示器、扬声器、麦克风等。
此外,在呼叫保持状态期间,激活附加的分组组装功能或单元12,其通过组合或添加在报头生成功能或单元14处生成的分组报头序列H以及在哑元部分生成功能或单元16处生成的相应哑元部分P而生成用户平面业务。将在呼叫保持状态期间于分组组装单元12的输出处所获取的(虚拟)RTP分组提供给基带处理单元18,在该基带处理单元18处,它们被经过处理从而获得提供给TRX 17用于通过UMA隧道50的上行链路传输的连续用户平面业务。由此,即使编解码器181的编码器功能在呼叫保持状态期间被禁用,仍然可以提供用户平面业务。
在所有的第一至第四实施方式中,报头生成单元14用于生成RTP报头序列,其接续直到呼叫保持状态开始为止传输的(真实)RTP分组的报头序列。为了实现这个,从在呼叫保持状态开始之前传输的具有真实有效载荷的最后分组开始,至少RTP SN字段可以随着每个连续分组而递增。通常,生成将被UMA网络解释为与在呼叫保持状态开始之前所传输的相同RTP流相关的RTP数据业务的报头序列是足够的。所需要的关于在呼叫保持状态开始之前所传输的最后RTP分组(具有真实有效载荷)的信息可以通过基带处理单元18提供给报头生成单元14。
在图2中利用虚线绘制出了哑元部分生成单元16,因为这至少对于没有有效载荷被添加到分组报头序列中的第二优选实施方式而言是可选单元。
在第一优选实施方式中,哑元部分生成单元16适用于将AMRNO_DATA字段提供给分组组装单元12,而报头生成单元14生成具有随着每个随后报头而递增的RTP SN的报头序列。
在第二优选实施方式中,可以省却哑元部分生长单元,而由报头生成单元14或报头组装单元12合并所需哑元部分或哑元信息(例如PT字段等等)以指示RTP分组不包含有效载荷。通常,术语“哑元部分”在整个说明书中应当被理解为在某种意义上其不涉及用户生成的或基于用户行为而生成的真实业务,而仅用于生成呼叫保持状态期间的用户业务。
在第三优选实施方式中,哑元部分生成单元16适用于将AMRSID字段提供给分组组装单元12,而报头生成单元14生成具有随着每个随后报头而递增的RTP SN字段和TS字段的报头序列。
在第四优选实施方式中,哑元部分生成单元16在呼叫保持状态期间从基带处理单元18接收已接收RTP分组的复制版,并将一部分没有报头的所复制的RTP分组转发到分组组装单元12,在分组组装单元处,添加报头生成单元14所生成的新报头,以获得将要回送至UMA网络的新用户平面业务。同样地,报头生成单元14可以生成具有随着每个随后报头而递增的RTP SN字段和TS字段的报头序列。
还可以在呼叫开始、实际呼叫激活之前使用具有哑元部分的RTP分组的发送。这将意味着RTP分组发送可以通过在MS 10处生成的上行链路用户平面RTP流或通过在MS 10处接收的URR激活信道完成消息来触发。此实际呼叫在接收到连接消息(例如URR DLDIRECT TRANSFER(URR DL直接传输))之后启动。由于多种情况(例如,信号可能丢失,另一端需要应答该呼叫等等),在上述触发事件和呼叫启动之间可以存在大的时间间隔。
图2的传输设备也可以提供在例如UNC 30的网络控制器设备中,其中可能要求对MS 10的连续传输,以使得能够在没有用户平面业务可用的情况下在上行链路和下行链路方向中进行质量测量。
需要指出的是,本发明不限于UMA网络或使用非授权频率的其他网络。结合上述第一至第四实施方式所解释的解决方案还可以实现在涉及通用接入网络控制器(GANC)的通用接入网络(GAN)环境中,如3GPP规范TS 44.318 V6.2.0,对A/Gb接口的通用接入(GA),移动GA接口层3规范所定义的。因此,其不限于非授权接入或甚至是移动接入。这里,MS和GANC之间的RTP分组的连续传输对于支持在下行链路和上行链路中的质量测量是很重要的。如果在RTP分组中没有语音样本或其他用户平面业务,即音频路径关闭或静音,则MS和GANC可以发送具有所提出的哑元部分的空白RTP分组。如果MS将信元(IE)‘RTCP UDP端口’包含在分组报头中,则GANC可以将其自身配置为将通往MS的RTP分组传输到专用的UDP端口并将RTCP分组传输到MS,并可以将GA-CSRACTIVATE CHANNEL COMPLETE(GA-CSR激活信道完成)消息传输到MS。
为了支持MS中的下行链路质量测量,GANC可以在每个预定周期,例如480ms,发送至少一个RTP分组。如果没有用户音频(例如呼叫建立阶段或呼叫保持),则GANC将生成包括哑元部分的RTP空闲分组,如在上述第一至第四实施方式中所述。
RTP信道可供更高层使用。为了支持GANC中的上行链路质量测量,MS 10可以在每个预定周期,例如480ms,发送至少一个RTP分组。如果没有用户音频(例如呼叫建立阶段或呼叫保持),则MS生成包含哑元部分的RTP空闲分组,如上述第一至第四实施方式所述。
RTP空闲分组属于与音频分组相同的RTP流,即SSRC/PT匹配。在RTP空闲分组中,SN递增,而在RTP空闲分组没有有效载荷的情况下,TS将不递增。在RTP空闲分组有效载荷是具有例如NO_DATA或SID帧的情况下,根据IETF规范RFC 3267,TS应当递增。
未对RTP空闲分组进行定义的情况下,可以接受任何类型的RTP分组,这将在音频路径关闭的时候引起交互操作误差,例如在呼叫建立阶段或呼叫保持阶段。
未激活用户平面的另一个例子是消声状态,其中用户可能已经简单地对其终端设备(例如移动电话)的麦克风进行了消声。在此情况下,用户仍然听到对话但没有用户业务进行发送。
综上,已经描述了一种方法、终端设备和***,用于在经由非授权移动接入网络而连接的终端设备的保持状态期间提供用户平面业务。生成连续分组报头序列,其适用于接续直到保持状态开始为止传输的报头序列,并且将相应的哑元部分添加到连续分组报头序列,从而获得数据分组流。然后,在保持状态期间经由该非授权移动接入网络从该终端设备传输所生成的数据分组流。由此,可以在终端设备的保持状态期间提供用户平面业务,并且可以满足实时业务要求。通常,出于测量目的,在接入网络中定期地发送哑元分组。
如图2所示的终端设备10的上述功能或单元12、14和16可以实现为软件例程,其配置为运行在终端设备10中提供的处理器设备或计算机设备。作为替换,图2的方框所指示的这些单元或功能可以实现为离散硬件电路。
需要注意的是,本发明不限于上述优选实施方式,而是可以实现于使用用户平面业务的任何其他网络中,例如不允许用户业务流中(长)间断的基于IP语音的接入网络。因此,本发明可应用于即使在未激活用户平面状态期间也要求连续用户平面业务的任何分组传输。因此,优选实施方式可以在所附权利要求书的范围内有所变化。
Claims (27)
1.一种用于在通往接入网络的连接的未激活用户平面状态期间提供用户平面业务的方法,所述方法包括步骤:
a)生成连续分组报头序列,其适用于接续直到所述未激活用户平面状态开始为止传送的报头序列;
b)将相应的哑元部分添加到所述生成的报头序列中;
c)在所述未激活用户平面状态期间,经由所述接入网络来传输数据分组流,从而获取连续的用户数据流,而不考虑所述未激活用户平面状态。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括步骤:选择所述哑元部分以包括指示在所述数据分组的有效载荷部分中未携带数据的信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述信息是自适应多速率语音编码器的NO_DATA字段。
4.根据权利要求1所述的方法,进一步包括步骤:选择所述哑元部分以不包括有效载荷。
5.根据权利要求4所述的方法,进一步包括步骤:选择所述生成的连续分组报头的时间戳信息,以与在所述未激活用户平面状态开始之前传输的包括有效载荷的最后分组的时间戳信息一致。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括步骤:选择所述哑元部分以包括静音描述符信息。
7.根据权利要求6所述的方法,进一步包括步骤:基于所述静音描述符信息所定义的舒适噪声的长度来选择在所述未激活用户平面状态期间所述数据分组流的分组之间的传输间隔。
8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括步骤:在所述未激活用户平面状态期间从已接收到的分组复制所述哑元部分,从而回送具有修改的报头的已接收分组。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的方法,其中所述传输步骤配置为以预定间隔来传输所述数据分组流的数据分组。
10.根据前述权利要求1-8中任意一项所述的方法,进一步包括步骤:随着每个连续分组报头而递增所述生成的连续分组报头的序列号。
11.根据前述权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中所述数据分组流根据实时协议来生成。
12.根据前述权利要求1-8中任意一项所述的方法,其中所述未激活用户平面状态是保持状态、呼叫建立状态和消音状态的至少其中之一。
13.一种用于在通往接入网络的连接的未激活用户平面状态期间提供用户平面业务的传输设备,所述传输设备(10,30)包括:
a)报头生成装置(14),用于生成连续分组报头序列,其适用于接续直到未激活用户平面状态开始为止传输的报头序列;
b)哑元部分生成装置(16),用于生成数据分组的哑元部分;以及
c)分组组装装置(12),用于将所述生成的哑元部分添加到所述生成的连续分组报头序列,从而获取数据分组流;以及
d)传输装置(17),用于在所述未激活用户平面状态期间传输数据分组流,从而获取连续的用户数据流,而不考虑所述未激活用户平面状态。
14.根据权利要求13所述的传输设备,其中所述哑元部分生成装置(16)被配置为生成所述哑元部分,该哑元部分具有指示在所述数据分组的有效载荷部分中未携带数据的信息。
15.根据权利要求14所述的传输设备,其中所述哑元部分生成装置(16)被配置为生成具有自适应多速率语音编码器的NO_DATA字段的哑元部分。
16.根据权利要求13所述的传输设备,其中所述哑元部分生成装置(16)被配置为生成没有任何有效载荷的哑元部分。
17.根据权利要求16所述的传输设备,其中所述报头生成装置(14)被配置为选择所述生成的连续分组报头的时间戳信息,以与在所述未激活用户平面状态开始之前传输的具有有效载荷的最后分组的时间戳信息一致。
18.根据权利要求13所述的传输设备,其中所述哑元部分生成装置(16)被配置为生成具有静音描述符信息的所述哑元部分。
19.根据权利要求18所述的传输设备,其中所述传输装置(17)被配置为:基于所述静音描述符信息所定义的舒适噪声的长度,设定在所述未激活用户平面状态期间,所述数据分组流的分组之间的传输间隔。
20.根据权利要求13所述的传输设备,其中所述哑元部分生成装置(16)被配置为:在所述未激活用户平面状态期间从已接收到的分组复制所述哑元部分,从而回送具有修改的报头的已接收分组。
21.根据权利要求13-20中任意一项所述的传输设备,其中所述传输装置(17)被配置为以预定间隔来传输所述数据分组流的数据分组。
22.根据权利要求13-20中任意一项所述的传输设备,其中所述报头生成装置(14)被配置为随着每个连续分组报头而递增所述生成的连续分组报头的序列号。
23.根据权利要求13-20中任意一项所述的传输设备,其中所述分组组装装置(12)被配置为根据实时协议来生成所述数据分组流。
24.根据权利要求13-20中任意一项所述的传输设备,其中所述未激活用户平面状态是保持状态、呼叫建立状态和消音状态的至少其中之一。
25.一种用于经由接入网络提供通信的***,所述***包括终端设备(10)以及与所述终端设备(10)相连接的网络控制器设备(30),所述终端设备(10)和网络控制器设备(30)中至少一个包括如权利要求13-24中任意一项所述的传输设备。
26.一种用于经由接入网络提供通信的终端设备,所述终端设备包括如权利要求13-24中任意一项所述的传输设备。
27.一种用于经由接入网络提供通信的网络控制器设备,所述网络控制器设备包括如权利要求13-24中任意一项所述的传输设备。
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