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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilkommunikationssystem und
insbesondere eine Sprachkommunikation im Mobilkommunikationssystem.
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5 zeigt
eine Konfiguration eines herkömmlichen
allgemeinen Kommunikationssystems. Gemäß 5 ist ein
Mobilnetz 51 über
ein Gateway (nicht dargestellt) mit einem Festnetz 52 verbunden.
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Das
Mobilnetz 51 ist ein Mobilkommunikationssystem, das durch
mehrere Gerätetypen
gebildet wird, wie beispielsweise Basisstationen, und über Funkstrecken
mit mobilen Endgeräten 53 verbunden ist.
Das Mobilkommunikationssystem kann verschiedenartige Konfigurationen
aufweisen. Ein Signal wird mit einer Funkwelle zwischen einer Basisstation
und einem mobilen Endgerät 53 übertragen
und empfangen. Das Festnetz 52 ist beispielsweise ein PSTN-Netz
(öffentliches
Fernsprechwählnetz)
oder ein ISDN-Netz [Diensteintegrierendes Digitales Nachrichtennetz
(Integrated Services Digital Network)] und mit Festnetztelefonen 54 verbunden.
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In
einem Mobilkommunikationssystem wird der Frequenznutzungsgrad, wann
immer dies möglich
ist, verbessert, um Kommunikationen vieler Benutzer an mobilen Endgeräten, die
begrenzte Funkfrequenzressourcen haben, zu ermöglichen. In einem digitalen
Mobilkommunikationssystem, in dem Sprache mit einem digitalen Signal übertragen
wird, kann ein erforderliches Frequenzband verschmälert werden,
wenn die Über tragungsrate
für jede
Sprachkommunikation reduziert wird. Daher ist es im digitalen Mobilkommunikationssystem
wünschenswert, dass
jede Sprachkommunikation in einem Modus mit niedriger Übertragungsrate
codiert wird, um den Frequenznutzungsgrad zu verbessern. Andererseits kann,
weil die Sprachqualität
beeinträchtigt
wird, wenn die Übertragungsrate
reduziert wird, die Übertragungsrate
erhöht
werden, um die Sprachqualität zu
verbessern, wenn Sprachkanäle
nicht über- oder ausgelastet
sind. Daher kann, wenn die Übertragungsrate
für jede
Sprachkommunikation gemäß dem Auslastungsgrad
ausgewählt
werden kann, der Frequenznutzungsgrad verbessert werden, während gleichzeitig
eine geeignete Sprachqualität
gewährleistet
werden kann.
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Außerdem nimmt
die Qualität
in einem Mobilkommunikationssystem mit zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit
eines mobilen Endgeräts
im allgemeinen ab. Daher ist es wünschenswert, die Übertragungsrate
für Sprachkommunikation
adaptiv zu ändern,
nachdem die Sprachkommunikation begonnen hat.
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Zu
diesem Zweck verwenden einige herkömmliche Mobilkommunikationssysteme
einen AMR-(Adaptive Multi-Rate Codec) Modus (vgl. z.B. Bruhn et
al.: "Concepts and
Solutions for Link Adaptation and inband signaling for the GSM AMR
speech coding standard",
IEEE Vehicular Technology Conference 1999, Seiten 2451-2455. Im
AMR-Modus können
das Mobilkommunikationssystem und das mobile Endgerät Sprachcodierungsmodi
mehrerer Übertragungsraten
verwenden, kann an der Netzwerkseite des Mobilkommunikationssystems
und des mobilen Endgeräts
die Übertragungsrate
durch Verhandlungen zu dem Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem die
Sprachkommunikation startet, und wird die Übertragungsrate gemäß der Kommunikationsqualität während der
Sprachkommunikation auf eine geeignete Rate geändert.
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Nachstehend
wird ein allgemeines Verfahren beschrieben, gemäß dem das Mobilkommunikationssystem,
in dem der AMR-Modus
verwendet wird, die Übertragungsrate
während
einer Sprachkommunikation ändert.
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Zunächst bestimmt
eine Vorrichtung, die die Qualität
der Funkkommunikation an der Netzwerkseite des Mobilkommunikationssystems überwacht (nachstehend
als Überwachungseinrichtung
bezeichnet), ob die Übertragungsrate
aufgrund der Qualität
geändert
werden sollte oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Übertragungsrate
geändert werden
sollte, weist die Überwachungseinrichtung das
mobile Endgerät
an, die Uplink-Übertragungsrate
zu ändern.
Das mobile Endgerät ändert die Übertragungsrate,
mit der Signale im Uplink übertragen werden,
auf eine angezeigte Rate.
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Die Überwachungseinrichtung
weist dann eine Vorrichtung mit einem Sprachcodec (Codec: Codierer/Decodierer)
an der Netzwerkseite des Mobilkommunikationssystems (nachstehend
als Schaltvorrichtung bezeichnet) an, die Downlink-Übertragungsrate
zu ändern.
Wenn die Schaltvorrichtung die Downlink-Übertragungsrate geändert hat,
ist das Verfahren zum Ändern
der Übertragungsrate
abgeschlossen.
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Gemäß einem
Beispiel zum Steuern der Übertragungsrate
wird die Übertragungsrate
erhöht, wenn
die Qualität
der Funkkommunikation abnimmt, und wird die Übertragungsrate vermindert,
wenn Sprachkanäle über- oder
ausgelastet sind.
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Das
IMT-2000- (International Mobile Telecommunications-2000) System, das
im Jahr 2001 in Japan bereitgestellt wurde, und das GSM- (Global Systems
for Mobile communications) System, das hauptsächlich in Europa in Betrieb
ist, verwenden den AMR-Modus.
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6 zeigt
ein Abfolgediagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern der Übertragungsrate
im IMT-2000-System.
Im IMT-2000-System übertragen
und empfangen ein CN [(Kernnetz (Core Network)], das durch mehrere
MSCs [(Mobilvermittlungsstelle (Mobile Services Switching Centers)]
gebildet wird, ein mit den MSCs verbundener RNC (Radio Network Controller)
und ein UE (User Equipment) Steuersignale, durch die die Übertragungsrate
gesteuert wird. Die MSC ist eine Vermittlungsstelle des mobilen
Kommunikationssystems. Weil die MSC einen Sprachcodec aufweist,
entspricht sie der vorstehend beschriebenen Schaltvorrichtung und
schaltet zwischen dem Sprachcodierungsmodus des Mobilkommunikationssystems
und der PCM (Pulscodemodulation) um, die in einem öffentlichen
Fernsprechwählnetz
(PSTN) oder in einem ähnlichen
System verwendet wird. Der RNC ist mit mehreren Basisstationen verbunden
und steuert die Basisstationen und Funkstrecken. Der RNC entspricht
der vorstehend beschriebenen Überwachungseinrichtung.
Das UE ist ein Endgerät,
z.B. ein Mobiltelefon oder ein ähnliches
Gerät,
und weist einen Sprachcodec auf.
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Für das Verfahren
zum Ändern
der Übertragungsrate überträgt der RNC
ein Steuersignal an das UE, durch das eine Anweisung zum Ändern der Uplink-Übertragungsrate
[Uplink-Ratensteuerung] bereit
gestellt wird, wenn der RNC basierend auf der Qualität der Funkkommunikation
bestimmt, dass die Übertragungsrate
geändert
werden sollte.
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Nach
dem Empfang der Anweisung zum Ändern
der Uplink-Übertragungsrate
beginnt das UE mit der Übertragung
eines Sprachsignals als Benutzerdaten mit der angezeigten Übertragungsrate.
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Dann überträgt der RNC
an eine vorgegebene MSC des Kernnetzes (CN) ein Steuersignal, durch das
eine Anweisung zum Ändern
der Downlink-Übertragungsrate
[Downlink-Ratensteuerung]
bereit gestellt wird.
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Nach
dem Empfang der Anweisung zum Ändern
der Downlink-Übertragungsrate
beginnt die MSC mit der Übertragung
eines Sprachsignals als Benutzerdaten mit der angezeigten Übertragungsrate.
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7 zeigt
ein Abfolgediagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern der Übertragungsrate
im GSM-System. Im GSM-System übertragen
und empfangen eine TRAU (Transcoder Rate Adaptation Unit), eine
BTS [Basisstation (Base Transceiver Station)] und ein UE (User Equipment)
Steuersignale, durch die die Übertragungsrate
gesteuert wird. Die TRAU ist zwischen einem BSC (Basisstationscontroller),
der die Basisstation steuert, und der Basisstation angeordnet und
schaltet zwischen dem Sprachcodierungsmodus des Mobilkommunikationssystems
und der PCM-Modulation um. Die TRAU entspricht der vorstehend beschriebenen
Schaltvorrichtung. Der BSC ist mit einem CN (zellularen Netz) oder
mit dem öffentlichen
Fernsprechwählnetz (PSTN)
verbunden. Die Basisstation (BTS) dient zum Ausführen einer Funkkommunikation
mit dem UE und entspricht der vorstehend beschriebenen Überwachungseinrichtung.
Das UE ist ein Endgerät,
z.B. ein Mobiltelefon oder ein ähnliches
Gerät,
und weist einen Sprachcodec auf.
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Für das Verfahren
zum Ändern
der Übertragungsrate überträgt die Basisstation
ein Steuersignal an das UE, durch das eine Anweisung zum Ändern der
Uplink-Übertragungsrate
[RATE CONTROL FOR UPLINK] bereit gestellt wird, wenn die Basisstation basierend
auf der Qualität
der Funkkommunikation bestimmt, dass die Übertragungsrate geändert werden
sollte.
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Wenn
das UE angewiesen wird, die Uplink-Übertragungsrate zu ändern, beginnt
es mit der Übertragung
eines Sprachsignals als Benutzerdaten mit der angezeigten Übertragungsrate.
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Dann überträgt die Basisstation
ein Steuersignal an den BSC, durch das eine Anweisung zum Ändern der
Downlink-Übertragungsrate
[RATE CONTROL FOR DOWNLINK] bereitgestellt wird.
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Wenn
der BSC angewiesen wird, die Downlink-Übertragungsrate zu ändern, überträgt er ein Sprachsignal
als Benutzerdaten mit der angezeigten Übertragungsrate.
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Im
GSM-System und im IMT-2000-System wird die Übertragungsrate gemäß der Qualität der Funkkommunikation
und dem Auslastungsgrad der Sprachkanäle adaptiv gesteuert, wodurch
eine ausreichende Kommunikation ermöglicht wird.
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Das
herkömmliche
Mobilkommunikationssystem, z.B. das GSM-System oder das IMT-2000-System,
weist eine Vorrichtung mit einem Sprachcodec auf, und ein ein Gateway
durchlaufendes Sprachsignal ist ein pulscodemoduliertes oder PCM-Signal, wenn ein
mobiles Endgerät
eine Sprachkommunikation mit dem Endgerät eines Festnetzes, z.B. eines
PSTN- oder ISDN-Netzes, ausführt.
Das Protokoll zum Steuern der Übertragungsrate
des Mobilkommunikationssystems endet im Mobilkommunikationssystem.
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In
den letzten Jahren werden in zunehmendem Maße IP-Telefone für eine Sprachkommunikation
unter Verwendung eines mit dem IP-Netz verbundenen Endgeräts verwendet.
Das IP-Netz kann über ein
Internetprotokoll (IP) mit einem Endgerät, z.B. einem Personalcomputer
oder einem ähnlichen
Gerät, kommunizieren,
und ist mit dem Mobilnetz und dem Festnetz verbunden.
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Im
IP-Telefon kann ein Sprachcodierungsmodus zur Verwendung im Festnetztelefon
verwendet werden, wie beispielsweise die PCM-Modulation oder die
ADPCM-Modulation (adaptive differential PCM), vom Gesichtspunkt
der Aufnahmeeffizienz im Sprachkanal ist es jedoch wünschenswert,
dass wie im Fall der Mobilkommunikation ein Sprachcodierungsmodus
mit einer niedrigen Übertragungsrate verwendet
wird.
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Wenn
das IP-Telefon und das Mobilkommunikationssystem (bandkomprimierte)
Sprachcodierungsmodi mit einer niedrigen Übertragungsrate individuell
auswählen,
um eine Sprachkommu nikation zwischen dem mobilen Endgerät und dem
IP-Telefon zu ermöglichen,
tritt für
das Sprachsignal im Mobilkommunikationssystem und im IP-Netz eine
Bandkomprimierung und -erweiterung zweimal auf, wodurch die Sprachqualität abnimmt.
Wenn daher das mobile Endgerät,
das einen Sprachcodec aufweist, und eine einen Sprachcodec aufweisende
Vorrichtung im IP-Netz ein codiertes Sprachsignal direkt übertragen
und empfangen, tritt die Bandkomprimierung und -erweiterung nur
einmal auf, so dass die Verminderung der Sprachqualität reduziert
wird.
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In
diesem Fall weist die Vorrichtung zum Steuern des Sprachcodierungsmodus
des Mobilkommunikationssystems jedoch kein Protokoll zum Austauschen
von Steuersignalen zum Ändern
des Sprachcodierungsmodus zwischen dieser Vorrichtung und der Vorrichtung
im IP-Netz auf, so dass der Sprachcodierungsmodus während der
Sprachkommunikation nicht geändert
werden kann. Damit das Mobilkommunikationssystem und das IP-Netz den Sprachcodierungsmodus
in Verbindung miteinander ändern
können,
kann zwischen der Vorrichtung zum Steuern des Sprachcodierungsmodus
des Mobilkommunikationssystems und der Vorrichtung im IP-Netz ein
Steuerprotokoll zum Steuern des Sprachcodierungsmodus definiert
werden. Es können
jedoch verschiedenartige Mobilkommunikationssysteme mit verschiedenen
Konfigurationen, z.B. das GSM-System und das IMT-2000-System, existieren.
Daher sollte die Vorrichtung im IP-Netz für jedes Mobilkommunikationssystem
auf eine andere Weise arbeiten, weil ihr Partner, an den das Steuersignal übertragen und
von dem das Steuersignal zur Steuerung des Sprachcodierungsmodus
empfangen wird, für
jedes Mobilkommunikationssystem verschieden ist.
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Wenn
zukünftig
ein Mobilkommunikationssystem mit anderen Konfigurationen bereitgestellt wird,
müßte für die Vorrichtung
im IP-Netz eine zusätzliche
Verarbeitung bereitge stellt werden, oder dem IP-Netz müßte in diesem
Fall jeweils eine Vorrichtung hinzugefügt werden, wodurch die Entwicklungs-
und Gerätekosten
zunehmen würden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, ein
Kommunikationssystem, ein Kommunikationsnetz, eine Kommunikationsvorrichtung
und ein Kommunikationsendgerät
bereitzustellen, durch die ein Sprachcodierungsmodus während einer
Sprachkommunikation unabhängig
von verschiedenartigen Netzwerkkonfigurationen durch eine gemeinsame
Operation geändert
werden kann.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu lösen,
wird erfindungsgemäß ein Verfahren
zum Ändern
eines Sprachcodierungsmodus in einem Kommunikationssystem bereitgestellt,
das aufweist: ein erstes und ein zweites Netzwerk, die miteinander
verbunden sind, mindestens ein erstes Endgerät, das einen Sprachcodec, durch
den ein beliebiger Codierungsmodus unter mehreren Codierungsmodi
ausgewählt
werden kann, aufweist, und das über
eine Funkstrecke mit dem ersten Netzwerk verbunden ist, und mindestens ein
zweites Endgerät,
das mit dem zweiten Netzwerk verbunden ist und dem durch das zweite
Netzwerk ein Sprachcodec zugewiesen wird, durch den ein beliebiger
Sprachcodierungsmodus unter mehreren Sprachcodierungsmodi ausgewählt werden
kann, so dass das zweite Endgerät
mit dem ersten Endgerät kommunizieren
kann, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
im ersten
Netzwerk:
Überwachen
des Kommunikationszustands, einschließlich der Qualität der Funkstrecke
oder -Verbindung, während
einer Sprachkommunikation des ersten Endgeräts;
Bestimmen eines geeigneten
Codierungsmodus basierend auf dem Kommunikationszustand;
Übertragen
einer ersten Anweisung zum Umschalten auf den geeigneten Codierungsmodus
an das erste Endgerät;
im
ersten Endgerät:
Übertragen
einer zweiten Anweisung zum Ändern des
Codierungsmodus nach dem Empfang der ersten Anweisung vom ersten
Netzwerk an das zweite Netzwerk;
im zweiten Netzwerk:
Ändern des
Codierungsmodus des Sprachcodec, der dem zweiten Endgerät zugewiesen
wurde, das mit dem ersten Endgerät
eine Sprachkommunikation ausführt,
nach dem Empfang der zweiten Anweisung vom ersten Endgerät und Zurückübertragen
einer Antwort auf die zweite Anweisung an das erste Endgerät; und
im
ersten Endgerät:
Zurückübertragen
einer Antwort auf die erste Anweisung an das erste Netzwerk.
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Daher
bestimmt erfindungsgemäß das mit dem
ersten Endgerät,
das den Sprachcodec aufweist, verbundene erste Netzwerk, dass der
Sprachcodierungsmodus geändert
wird, und das erste Endgerät,
dem eine Anweisung vom ersten Netzwerk zugeführt wird, und das zweite Netzwerk übertragen und
empfangen Steuersignale zum Ändern
des Sprachcodierungsmodus.
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Außerdem kann
ein Modus verwendet werden, gemäß dem der
Kommunikationszustand im ersten Netzwerk kontinuierlich überwacht
und der geeignete Codierungsmodus in Abhängigkeit von der Änderung
des Kommunikationszustands bestimmt wird.
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Das
erfindungsgemäße Kommunikationssystem
ist dazu geeignet, eine Sprachkommunikation zwischen in verschiedenen
Netzwerken angeordneten Endgeräten
auszuführen,
und weist auf:
ein erstes Netzwerk, das über eine Funkstrecke mit mindestens
einem ersten Endgerät
verbunden ist, das einen ersten Sprachcodec aufweist, durch den ein
beliebiger Codierungsmodus unter mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden
kann, wobei das erste Netzwerk dazu geeignet ist, den Kommu nikationszustand,
einschließlich
der Qualität
der Funkstrecke, während
der Sprachkommunikation des ersten Endgeräts zu überwachen, um basierend auf
dem Kommunikationszustand einen geeigneten Codierungsmodus zu bestimmen,
und wobei das erste Netzwerk dazu geeignet ist, das erste Endgerät anzuweisen,
auf den geeigneten Codierungsmodus umzuschalten; und ein zweites
Netzwerk, das mit mindestens einem zweiten Endgerät verbunden
ist, das dazu geeignet ist, mit dem ersten Endgerät zu kommunizieren,
wobei das zweite Netzwerk mindestens einen zweiten Sprachcodec aufweist,
durch den ein beliebiger Codierungsmodus aus mehreren Codierungsmodi
ausgewählt
werden kann, wobei das zweite Netzwerk dazu geeignet ist, den zweiten Sprachcodec
dem zweiten Endgerät
zuzuweisen, wenn das erste Endgerät beginnt, mit dem zweiten Endgerät zu kommunizieren,
und wobei das zweite Netzwerk nach dem Empfang einer Anweisung zum Ändern des
Codierungsmodus vom ersten Endgerät, das durch das erste Netzwerk
aufgefordert wurde, den Codierungsmodus zu ändern, dazu geeignet ist, den
Codierungsmodus des Sprachcodec zu ändern, der dem mit dem ersten
Endgerät
kommunizierenden zweiten Endgerät
zugewiesen wurde.
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Außerdem kann
ein Modus verwendet werden, gemäß dem das
erste Netzwerk den Kommunikationszustand kontinuierlich überwacht
und das erste Endgerät
anweist, in Abhängigkeit
von einer Änderung
des Kommunikationszustands auf den geeigneten Codierungsmodus umzuschalten.
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Das
erfindungsgemäße Kommunikationsnetz
ist über
eine Funkstrecke mit mindestens einem ersten Endgerät verbunden,
das einen Sprachcodec aufweist, durch den ein beliebiger Codierungsmodus aus
mehreren Codierungsmodi ausgewählt
werden kann, und ist außerdem
mit einem anderen Netzwerk verbunden, das mindestens einen Sprachcodec
aufweist, durch den ein beliebiger Codierungsmodus aus mehreren
Codierungsmodi ausge wählt
werden kann, um Kommunikationen zwischen einem zweiten Endgerät, dem der
Sprachcodec des anderen Netzwerks zugewiesen wird, und dem ersten
Endgerät
zu ermöglichen;
wobei
das Kommunikationsnetz aufweist:
eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen des
Kommunikationszustands, einschließlich der Qualität der Funkstrecke,
während
einer Sprachkommunikation des ersten Endgeräts;
eine Steuervorrichtung
zum Bestimmen eines geeigneten Codierungsmodus basierend auf dem
vorstehend beschriebenen Kommunikationszustand, Übertragen einer Anweisung zum
Umschalten auf den geeigneten Codierungsmodus an das erste Endgerät und Empfangen
einer Antwort vom ersten Endgerät, die
anzeigt, dass die Codierungsmodi des Sprachcodec des ersten Endgeräts und des
Sprachcodec, der dem mit dem ersten Endgerät kommunizierenden zweiten
Endgerät
zugewiesen wird, geändert
werden, um die Änderung
der Sprachmodi zu bestätigen.
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Außerdem kann
ein Modus verwendet werden, gemäß dem die Überwachungseinrichtung
den Kommunikationszustand kontinuierlich überwacht und die Steuervorrichtung
das erste Endgerät
anweist, in Abhängigkeit
von der Änderung
des Kommunikationszustands auf den geeigneten Codierungsmodus umzuschalten.
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Außerdem kann
die Überwachungseinrichtung
mit der Steuervorrichtung als eine Einheit kombiniert werden.
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Die
erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung
ist für
ein Kommunikationssystem vorgesehen, das durch eine Funkstrecke
mit mindestens einem ersten Endgerät verbunden ist, das einen Sprachcodec
aufweist, durch den ein beliebiger Codierungsmodus unter mehreren
Codierungsmodi ausgewählt
werden kann, und das Kommunikationssystem ist außerdem mit einem anderen Netzwerk verbunden,
das mindestens einen Sprachcodec aufweist, durch den ein beliebiger
Codierungsmodus aus mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden kann,
um Kommunikationen zwischen einem zweiten Endgerät, dem der Sprachcodec des
anderen Netzwerks zugewiesen wird, und dem ersten Endgerät zu ermöglichen;
wobei
die Kommunikationsvorrichtung aufweist:
eine Überwachungseinheit
zum Überwachen
des Kommunikationszustands, einschließlich der Qualität der Funkstrecke,
während
einer Sprachkommunikation des ersten Endgeräts;
eine Steuereinheit
zum Bestimmen eines geeigneten Codierungsmodus basierend auf dem
Kommunikationszustand, Übertragen
einer Anweisung zum Umschalten auf den geeigneten Codierungsmodus
an das erste Endgerät
und Empfangen einer Antwort vom ersten Endgerät, die anzeigt, dass die Codierungsmodi
des Sprachcodec des ersten Endgeräts und des Sprachcodec, der
dem zweiten Endgerät
zugewiesen wird, das eine Sprachkommunikation mit dem ersten Endgerät ausführt, geändert werden,
um zu bestätigen,
dass die Sprachmodi geändert
werden.
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Außerdem kann
ein Modus verwendet werden, gemäß dem die Überwachungseinheit
den Kommunikationszustand kontinuierlich überwacht und die Steuereinheit
das erste Endgerät
anweist, in Abhängigkeit
von der Änderung
des Kommunikationszustands auf den geeigneten Codierungsmodus umzuschalten.
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Das
erfindungsgemäße Kommunikationsendgerät weist
einen Sprachcodec auf, durch den ein beliebiger Codierungsmodus
unter mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden kann und der über eine
Funkstrecke mit einem ersten Netzwerk verbunden ist, das den Kommunikationszustand,
einschließlich
der Qualität
der Funkstrecke, überwacht, um
gemäß dem Kommunikationszustand
einen Sprachcodierungsmodus auszuwählen, und ist dazu geeignet,
mit einem anderen Endgerät
zu kommunizieren, dem durch ein mit dem ersten Netzwerk verbundenes
zweites Netzwerk ein Sprachcodec zugewiesen wird, durch den ein
beliebiger Codierungsmodus unter mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden
kann,
wobei das Kommunikationsendgerät eine Einrichtung aufweist,
die nach dem Empfang einer Anweisung zum Ändern des Codierungsmodus vom
ersten Netzwerk das zweite Netzwerk anweist, den Codierungsmodus
zu ändern,
und eine Einrichtung, die nach dem Empfang einer Antwort vom zweiten
Netzwerk, die anzeigt, dass der Codierungsmodus des Sprachcodec
des zweiten Netzwerks geändert
wird, den Codierungsmodus des Sprachcodec des Kommunikationsendgeräts ändert und
die Antwort an das erste Netzwerk zurück überträgt.
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Eine
andere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kommunikationsendgeräts weist
einen Sprachcodec auf, durch den ein beliebiger Codierungsmodus
unter mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden kann, und ist über eine
Funkstrecke mit einem Netzwerk verbunden, das den Kommunikationszustand,
einschließlich
der Qualität
der Funkstrecke, überwacht,
um gemäß dem Kommunikationszustand
einen Sprachcodierungsmodus auszuwählen, und ist dazu geeignet,
mit einem anderen Endgerät
zu kommunizieren, dem ein Sprachcodec zugewiesen wird, durch den
ein beliebiger Codierungsmodus unter mehreren Codierungsmodi ausgewählt werden
kann, wobei das Kommunikationsendgerät eine Einrichtung aufweist,
die nach dem Empfang einer Anweisung zum Ändern des Codierungsmodus vom
Netzwerk das andere Endgerät
als Kommunikationspartner anweist, den Codierungsmodus zu ändern, und
eine Einrichtung, die nach dem Empfang einer Antwort, die anzeigt,
dass der Codierungsmodus geändert
wird, den Codierungsmodus des Sprachcodec des Kommunikationsendgeräts ändert und
die Antwort an das Netzwerk zurück überträgt.
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;
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2 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Mobilkommunikationssystems;
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3 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen IP-Netzes;
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern und
Steuern eines Sprachcodierungsmodus in der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;
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5 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration eines herkömmlichen
allgemeinen Kommunikationssystems;
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern und
Steuern der Übertragungsrate
im IMT-2000-System; und
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7 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern und
Steuern der Übertragungsrate
im GSM-System.
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1 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems.
Gemäß 1 ist
ein Mobilnetz 11 nicht nur mit einem Festnetz 12 sondern auch
mit einem IP-Netz 13 verbunden.
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Das
Mobilnetz 11 ist ein Mobilkommunikationssystem, das durch
mehrere Gerätetypen
gebildet wird, wie beispielsweise Basisstationen 14, und
ist über
Funkstrecken mit mobilen Endgeräten 15 verbunden.
Das Mobilkommunikationssystem kann verschiedenartige Konfigurationen
haben. Signale werden durch eine Funkwelle zwischen der Basisstation 14 und
dem mobilen Endgerät 15 übertragen
und empfangen. Das Festnetz 12 ist beispielsweise ein PSTN-
oder ein ISDN-Netz und mit Festnetztelefonen 16 verbunden.
Das IP-Netz 13 führt
gemäß einem
Internetprotokoll Paketkommunikationen aus und ist mit IP-Telefonen 17 verbunden.
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Jede
Basisstation 14 führt
eine Funkkommunikation mit mehreren mobilen Endgeräten 15 aus. Das
mobile Endgerät 15 kann
mehrere Sprachcodierungsmodusalgorithmen verwenden. Das mobile Endgerät 15 kann
zu Beginn einer Sprachkommunikation einen beliebigen Sprachcodierungsmodus auswählen und
während
der Sprachkommunikation auf einen anderen Sprachcodierungsmodus
umschalten.
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2 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration der Ausführungsform
des Mobilkommunikationssystems. Gemäß 2 weist
das in 1 dargestellte Mobilnetz (Mobilkommunikationssystem) 11 außer den
Basisstationen 14 eine Funksteuerungsvorrichtung 21,
eine Mobilvermittlungsstelle 22 und ein Mobil-Gateway 23 auf.
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Die
Funksteuerungsvorrichtung 21 ist mit mehreren Basisstationen 14 verbunden
und steuert die Basisstationen 14 und ihre Funkstrecken.
Außerdem überwacht
die Funksteuerungsvorrichtung 21 den Kommunikationszustand,
einschließlich
der Kommunikationsqualität
der Funkstrecke und des Auslastungsgrads der Sprachkanäle, und
bestimmt basierend auf der derart erhaltenen Information, ob der
Sprachcodierungsmodus geändert
werden sollte oder nicht. Die Kommunikationsqualität kann z.B. durch
Messen eines oder mehrerer der folgenden Parameter bestimmt werden:
der Bitfehlerrate, der Blockfehlerrate, der elektrischen Feldstärke, dem Verhältnis zwischen
der Nutzwellenleistung und der Leistung der Interferenzwelle einschließlich Rauschen,
dem Verhältnis der
Trägerempfangsleistung zur
Leistung von Interferenzwelle einschließlich Rauschen und der Verhältnisse
Eb/(No + Io) und Ec/(No + Io) eines Empfangssignals.
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Wenn
entschieden wird, dass der Sprachcodierungsmodus geändert werden
sollte, führt
die Funksteuerungsvorrichtung 21 dem mobilen Endgerät 15,
für das
der Codierungsmodus geändert
werden soll, eine Anweisung zu. Wenn das mobile Endgerät 15 durch
die Funksteuerungsvorrichtung 21 angewiesen wird, den Sprachcodierungsmodus
zu ändern, ändert es
den Sprachcodierungsmodus zwischen sich selbst und dem IP-Netz 13.
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Mehrere
Mobilvermittlungsstellen 22 sind miteinander verbunden
und bilden das Netzwerk des Mobilkommunikationssystems. Jede Mobilvermittlungsstelle 22 ist
mit mehreren Funksteuerungsvorrichtungen 21 verbunden.
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Die
Mobilvermittlungsstelle 22 kann einen (nicht dargestellten)
Sprachcodec aufweisen, obwohl der Sprachcodec für eine Sprachkommunikation
zwischen dem mobilen Endgerät 15 und
dem IP-Telefon 17 nicht verwendet wird, er wird jedoch
für eine Sprachkommunikation
zwischen dem mobilen Endgerät 15 und
dem Festnetztelefon 16 verwendet.
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Das
Mobil-Gateway 23 ist eine zwischen der Mobilvermittlungsstelle 22 und
dem IP-Netz 13 angeordnete netzwerkverbindende Vermittlungsstelle
und leitet die Sprachkommunikation zwischen dem mobilen Endgerät 15 und
dem IP-Telefon 17 weiter.
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3 zeigt
ein Diagramm zum Darstellen einer Konfiguration der Ausführungsform
des IP-Netzs. Das IP-Netz 13 weist mehrere Server auf,
die derart miteinander verbunden sind, dass Pakete übertragen/empfangen
werden können.
Im IP-Netz 13 angeordnete
Server sind beispielsweise ein MGW (Media Gateway) 31 und
ein MGC (Media Gateway Controller) 33.
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Das
MGW 31 weist mehrere Sprachcodecs 32 auf, die
durch das IP-Telefon genutzt werden können. Der Sprachcodec 32 wird
dem IP-Telefon 17 zu dem Zeitpunkt zugewiesen, zu dem eine
Sprachkommunikation des IP-Telefons beginnt. Der Sprachcodec 32 ist
mit Algorithmen mehrerer Sprachcodierungsmodi kompatibel. Der Sprachcodierungsmodus zwischen
dem Sprachcodec 32 und dem Sprachcodec des mobilen Endgeräts 15 wird
zu dem Zeitpunkt ausgewählt,
zu dem die Sprachkommunikation beginnt, und kann während der
Sprachkommunikation auf verschiedene Sprachcodierungsmodi geändert werden.
Ein Steuersignal zum Ändern
des Sprachcodierungsmodus im Sprachcodec 32 wird z.B. mit
einem IP-Paket vom mobilen Endgerät 15 über den
MGC 33 zum MGW 31 übertragen. Außerdem kann
dieses IP-Paket
vom mobilen Endgerät 15 direkt
zum MGW 31 übertragen
werden, ohne dass es den MGC 33 durchläuft. Auf jeden Fall hat das Steuersignal
des IP-Pakets die Form von Benutzerdaten, die vom mobilen Endgerät 15 dem
MGC 33 oder dem MGW 31 zugeführt werden, der/das ein Server
des IP-Netzs ist.
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Sprachsignale,
z.B. PCM- und ADPCM-Signale, werden durch eine Paketkommunikation
zwischen dem MGW 31 und dem IP-Telefon 17 übertragen.
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Wenn
ein Ruf von einem IP-Telefon 17 oder ein Ruf im IP-Telefon 17 auftritt,
richtet der MGC 33 einen Sprachkommunikationspfad für eine Paketkommunikation über das
MGW 31 ein, um den Sprachcodec 32 zu verwenden.
Außerdem
weist der MGC 33, wenn das mobile Endgerät 15,
das eine Sprachkommunikation mit dem IP-Telefon 17 ausführt, eine
Anweisung zum Ändern
des Sprachcodierungsmodus bereitstellt, das MGW 31 an,
den Sprachcodierungsmodus zu ändern.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Ändern und
Steuern des Sprachcodierungsmodus im Kommunikationssystem der erfindungsgemäßen Ausführungsform. Gemäß 4 überträgt die Funksteuerungsvorrichtung 21 zunächst ein
Steuersignal an das mobile Endgerät 15, durch das eine
Anweisung zum Ändern des
Sprachcodierungsmodus [Anweisung für Uplink-Ratensteuerung] bereitgestellt
wird, wenn es basierend auf der Qualität der Funkkommunikation und
dem Auslastungsgrad der Sprachkanäle feststellt, dass der Sprachcodierungsmodus
geändert werden
sollte.
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Wenn
das mobile Endgerät 15 angewiesen wird,
den Sprachcodierungsmodus zu ändern, überträgt es ein
Steuersignal, durch das eine Anweisung zum Ändern des Sprachcodierungsmodus
[Anweisung für
Downlink-Ratensteuerung] bereitgestellt wird, an den MGC 33.
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Wenn
der MGC 33 angewiesen wird, den Sprachcodierungsmodus zu ändern, weist
er das MGW 31 an, den Sprachcodierungsmodus zu ändern [Anweisung].
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Das
MGW 31, das angewiesen wurde, den Sprachcodierungsmodus
zu ändern, ändert den Downlink-Sprachcodierungsmodus
und überträgt eine
Antwort [Bestätigung]
auf die Anweisung vom MGC 33 an den MGC 33 zurück.
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Der
MGC 33, der die Antwort vom MGW 31 empfängt, überträgt an das
mobile Endgerät 15 ein Antwortsteuersignal
auf die Anweisung vom mobilen Endgerät 15 zurück [Bestätigung für Downlink-Ratensteuerung].
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Das
mobile Endgerät 15,
das das Antwortsteuersignal empfängt, ändert den
Uplink-Sprachcodierungsmodus und überträgt ein Antwortsteuersignal
[Bestätigung
für Uplink-Ratensteuerung] auf
die Anweisung von der Funksteuerungsvorrichtung 21 an die
Funksteuerungsvorrichtung 21 zurück.
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Hierbei
ist bei der Sprachkommunikation zwischen dem mobilen Endgerät 15 und
dem IP-Telefon 17 die Richtung vom Sprachcodec des mobilen Endgeräts 15 zum
Sprachcodec 32 des MGW 31 hin als Uplink und die
umgekehrte Richtung als Downlink definiert.
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In
Verbindung mit der Ausführungsform
wird ein Beispiel dargestellt, in dem die Funksteuerungsvorrichtung 21 die
Kommunikationsqualität
und ähnliche
Parameter überwacht
und das mobile Endgerät 15 anweist,
den Sprachcodierungsmodus zu ändern, wobei,
auch wenn die Basisstation 14 die Kommunikationsqualität und ähnliche
Parameter überwacht und
das mobile Endgerät 15 anweist,
den Sprachcodierungsmodus zu ändern,
die Operationen des MGC 33 und des MGW 31 nicht
geändert
werden. Das gleiche gilt, wenn zwischen einer Überwachungseinrichtung und
einer Steuervorrichtung ein Unterschied derart gemacht wird, dass
die Basisstation 14 die Kommunikationsqualität und ähnliche
Parameter überwacht
und die Funksteuerungsvorrichtung 21, die hierüber informiert
wird, das mobile Endgerät 15 anweist,
den Sprachcodierungsmodus zu ändern.
Außerdem ändern sich
die Operationen des MGC 33 und des MGW 31 nicht,
so lange das mobile Endgerät 15 das
IP-Netz 13 unabhängig von
der Konfiguration des Mobilnetzes 11 anweist, den Sprachcodierungsmodus
zu ändern.
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Daher übertragen
und empfangen in der Ausführungsform
des Kommunikationssystems das mobile Endgerät 15, das durch die
Funksteuerungsvorrichtung 21 angewiesen wurde, den Sprachcodierungsmodus
zu ändern,
und der MGC 33 oder das MGW 31 Steuersignale mit
einem IP-Paket, wodurch der Sprachcodierungsmodus geändert wird,
so dass kein Steuerprotokoll zwischen Netzwerken definiert werden
muss, in denen eine Vorrichtung als Ziel- oder Endgerät des Steuerprotokolls
in Abhängigkeit von
der Konfiguration des Mobilnetzes geändert wird, um den Sprachcodierungsmodus
zu ändern,
so dass unabhängig
von der Konfiguration des Mobilnetzes eine normale Operation des
MGC 33 und des MGW 31 ermöglicht wird.
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Auch
wenn das MGC 33 und das MGW 31 mit mehreren verschiedenen
Mobilnetzen verbindbar sind, müssen
der MGC 33 und das MGW 31 nicht verschiedene Steuerprotokolle
für jedes
Mobilnetz aufweisen.
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In
Verbindung mit der Ausführungsform
wurde ein Fall dargestellt, gemäß dem der
Sprachcodierungsmodus zwischen dem mobilen Endgerät 15 und dem
MGC 33 und dem MGW 31 während einer Sprachkommunikation
zwischen dem mit dem Mobilnetz 11 verbundenen mobilen Endgerät 15 und
dem mit dem IP-Netz 13 verbundenen
IP-Telefon 17 geändert
wird, wobei der Sprachcodierungsmodus jedoch ähnlicherweise auch während einer
Sprachkommunikation zwischen mobilen Endgeräten 15 geändert werden
kann. In diesem Fall können
die Steuersignale zwischen den mobilen Endgeräten 15 übertragen und
empfangen werden.
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Erfindungsgemäß bestimmt
ein erstes Netzwerk, das mit einem ersten Endgerät verbunden ist, das einen
Sprachcodec aufweist, dass der Sprachcodierungsmodus geändert wird,
und das erste Endgerät,
das durch das erste Netzwerk angewiesen wird, den Sprachcodierungsmodus
zu ändern,
und ein zweites Netzwerk übertragen
und empfangen Steuersignale zum Ändern
des Sprachcodierungsmodus, so dass der Partner, an den das zweite
Netzwerk das Steuersignal überträgt und von
dem es das Steuersignal empfängt,
immer das erste Endgerät
ist, so dass der Sprachcodierungsmodus durch eine von der Konfiguration
des ersten Netzwerkes unabhängige
Operation geändert
werden kann.
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Außerdem muss,
wenn das zweite Netzwerk mit mehreren ersten Netzwerken verbindbar
ist, das zweite Netzwerk keine verschiedenen Steuerprotokolle für jedes
der ersten Netzwerke aufweisen.