JP4945044B2 - 無線パケット交換音声コールを制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents
無線パケット交換音声コールを制御するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、セルラー無線通信ネットワークに関し、より詳細には、そのようなセルラー無線通信ネットワークにおけるパケット化された音声通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ネットワークは、周知である。セルラー無線ネットワークは、世界の多くの人の住む地域で無線通信サービスをサポートしている。サテライト無線ネットワークが、地球のほとんどの表面積にわたって無線通信サービスをサポートすることが知られている。無線ネットワークは、当初、音声回線交換の音声通信を提供するように構築されたが、現在では、パケット交換データ通信をサポートするのにも利用されている。
【０００３】
無線ネットワークでのデータ通信の伝送は、音声通信の伝送とは異なる要求をネットワークに課す。音声通信は、最小限の信号対雑音比（ＳＮＲ）の要件および連続性の要件を伴う持続した帯域幅を必要とする。他方、データ通信は、通常、待ち時間に対する許容度が高いが、より高い全体のスループットの要件を有する。従来の回線交換無線ネットワークは、周知の音声通信要件をサポートするように設計されていた。したがって、無線ネットワーク（ならびに従来の回線交換電話ネットワーク）がデータ通信を提供するように適合され、そのような適合が、良い面も悪い面もある結果をもたらしている。したがって、将来の有線ネットワークおよび無線ネットワークは、完全にパケット交換式になる可能性が高い。
【０００４】
パケット交換データネットワーク、例えば、インターネットは、元々、データ通信だけを提供するように構築された。ただし、これらのネットワークは、パケット化された音声通信も、例えば、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）（ＶＯＩＰ）電話も提供するように適合されている。ＶＯＩＰ電話は、完全にパケット交換式であり、各ＶＯＩＰパケットが、デジタル化された音声ペイロードを含む。音声通信ではなく、データ通信を提供するように設計されているパケット交換ネットワークは、しばしば、ＶＯＩＰ電話の要件を満たさない。したがって、ネットワーク・インフラストラクチャにおいて安全措置を備えて、ＶＯＩＰ電話の最小限の持続した帯域幅および連続性の要件を保証しなければならない。これらの安全措置は、有線ネットワークに関して実質的に特定されているが、無線ネットワークに関しては特定されていない。
【０００５】
完全にパケット交換式の無線ネットワークの到来とともに、ＶＯＩＰ電話も、そのような無線ネットワークにおける使用に適合されなければならない。ただし、無線ネットワークの動作上の制約は、有線ネットワークの動作上の制約とは相当に異なる。ＶＯＩＰ電話コールを提供する際に、十分な帯域幅が割り振られなければならず、帯域幅の割振りは、最大限の待ち時間で提供されなければならない。無線ネットワークは、一般に予測可能であり、それらの制約を満たすように動作させることができる。ただし、無線リンクの不確実性および常に変化する性質により、帯域幅要件だけでなく、最大待ち時間要件もしばしば、危うくなる。これらの問題は、ＶＯＩＰ電話で悪化する。その理由は、ＶＯＩＰ電話コールの制御が、ＩＳＯプロトコル・スタック上の比較的高いレベルにおいて制御されるからである。
【０００６】
基地局とモバイル局の間の特定の無線リンクは、品質が様々であり、したがって、異なる時点で異なるデータレート（データ転送速度）をサポートする。モバイル局が、基地局から離れていくにつれ、無線リンクによってサポートされるデータレートが低下する。さらに、無線干渉が増大するにつれても、無線リンクによってサポートされるデータレートが低下する。現在、ＶＯＩＰ電話が提供されるＶＯＩＰコールに関して固定データレートをサポートする期間は、未定である。したがって、ＶＯＩＰ電話コールは、従来の回線交換コールのように容易には提供されない。
【０００７】
基地局は、複数のモバイル局にサービスを提供しなければならないので、各基地局は、自らの可用帯域幅を複数の無線リンクに適切に割り振らなければならない。ＶＯＩＰコールの固定データレート要件により、基地局がすべてのサービスを受けるモバイル端末の要件を柔軟に管理することができない可能性がある。
【０００８】
さらに、無線リンクは、雑音が多い可能性があり、ＶＯＩＰ電話パケットが、順方向無線リンクと逆方向無線リンクの両方で、無線リンクを介する伝送中に壊れている可能性がある。ＶＯＩＰ電話の動作は、そのような雑音の多い／誤った動作に対処することができない。したがって、無線リンクを介して提供されるＶＯＩＰコールは、アナログの等価のコールに変換されたとき、雑音だけを生成する誤りを含む可能性がある。
【０００９】
さらに、ＶＯＩＰ電話は、クワイエット期間中にリソースを管理する際の柔軟性を全く提供しない。すべての電話コールは、話しているパーティが存在しないクワイエット期間を含む。このクワイエット期間中、ＶＯＩＰコールは、アクティブな期間中と同じ速度でデータを搬送する。このクワイエット期間中のデータの伝送は、無線リンク帯域幅を消費するが、全く便益をもたらさない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、パケット交換電話コール、例えば、ＶＯＩＰコールを制御して、無線リンクをより柔軟に管理できるようにするのが望ましいことになる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って構成される無線ネットワークおよびサービスを受けるモバイル局は、制御情報をＶＯＩＰデータグラムの中に含めることによってＶＯＩＰ電話コールを効率的に管理する。制御情報には、ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのデータレートの指示、ＶＯＩＰペイロードの品質、後続のＶＯＩＰデータグラムに関して要求されるデータレート、およびＶＯＩＰペイロードが「サイレント」であるＶＯＩＰペイロードを含むかどうかが含まれる。特定のデータグラム要件と競合するのを回避するため、制御情報は、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダとＶＯＩＰペイロードの間のＶＯＩＰデータグラムの中に挿入される。様々なアプリケーション層データグラム、例えば、リアルタイム転送プロトコル、リアルタイム転送制御プロトコル等を変更して、この制御情報を搬送することができる。１つの特定の実施形態では、制御情報は、８ビットの情報を含み、ＶＯＩＰペイロード・オクテット１ないしＮに先行するオクテット０を形成する。
【００１２】
ＶＯＩＰデータグラム制御情報は、無線ネットワークの無線リンクを介してＶＯＩＰ電話を提供するとき、相当な利点を提供する。ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すことにより、サービスを提供する適応マルチレート（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｕｌｔｉｒａｔｅ）（ＡＭＲ）コーダ／デコーダ（ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ）が、最小限のリソース・セットを使用してＶＯＩＰペイロードを効率的に復号化することができる。符号化する動作は、相当にバッテリ寿命を消費するので、モバイル局のＡＭＲ ＣＯＤＥＣを必要なときだけに動作させるようにすることで、バッテリ寿命が長くなる。さらに、ＶＯＩＰコールから処理リソースの負担を軽減することにより、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、他の復号化／符号化機能を行うことができるようになる。
【００１３】
複数のデータレートをサポートすることにより、データレートを調整し、ＶＯＩＰコールをサポートする無線リンクの品質に見合うようにすることができる。順方向リンクを介してサービスを提供する基地局からモバイル局によって受信される各ＶＯＩＰデータグラムごとに、制御情報が、次の逆方向リンクのデータグラムのＶＯＩＰペイロードを作成する際にモバイル・リンクによって使用されるべきデータレートを含む。さらに、モバイル局によって作成され、逆方向リンクを介して基地局に伝送される各ＶＯＩＰデータグラムごとに、モバイル局は、制御情報を挿入して、自らが後続の順方向リンクのＶＯＩＰデータグラムをどれだけのデータレートで受信することを望むか（要求のデータレート）を示す。
【００１４】
従来技術の回線交換無線ネットワークでは、通話する回線交換端末が、この要求のデータレートでモバイル局のために後続の音声フレームを作成したか、または基地局が、複数のモバイル局の間で自らの可用無線帯域幅および干渉レベルを管理するために要求のデータレートを変更した。サービスを受けるモバイル局は、チャネル品質がより低いセルの周辺部に自らが移動する際、より低いデータレートでデータが送信されるのを要求することができる。ただし、サービスを提供する基地局によって測定されるモバイル局の受信信号強度のため、サービスを提供する基地局がその要求を無効にし、データレートがより高いレベルに保たれるよう指図することが可能である。さらに順方向リンクの伝送に関して、基地局は、無線リンク条件に応じてより低い（またはより高い）データレートに命令されたデータレートを無効にすることが可能である。コード・モード要求／コマンド指示子をＶＯＩＰデータグラムの制御情報の中に含めることにより、パケット交換無線音声通信に関するこの無効化機能が可能になる。
【００１５】
また、ＶＯＩＰデータグラムの制御情報は、フレームが良好なデータを含むか、または壊れたデータを含むかを示すフレーム品質指示子も含むことが可能である。様々なＶＯＩＰ標準によって、例えば、Ｈ．３２３、ＳＩＰ、ＲＴＰ等によってＶＯＩＰデータグラムに必要とされる速度のため、ＶＯＩＰデータグラムは、標準化された速度で提供されなければならない。ただし、ＶＯＩＰコールを提供する無線リンクの性質のため、ＶＯＩＰペイロードが壊れている可能性がある。したがって、本発明によれば、制御情報は、サービスを提供する物理／ｍａｃ／リンク／ネットワーク／トランスポート／アプリケーション層によって設定されて、ＶＯＩＰペイロードが正しく受信されなかったことを示すのが可能なフレーム品質指示子を含む。次にこの情報が、サービスを提供するアプリケーションによって訂正動作を行うのに使用される。
【００１６】
基地局からモバイル局に対する順方向リンクの伝送に関して、モバイル局によるサービスを受ける物理／ｍａｃ／リンク／ネットワーク／トランスポート／アプリケーション層が、フレームが良好であるか、または不良であるかを判定し、フレームが不良である場合、制御情報を変更して不良フレームを示す。モバイル局から基地局に対する逆方向リンクの伝送に関して、基地局が、ＶＯＩＰデータグラムが良好であるか、または不良であるかを判定し、フレームが不良である場合、基地局は、制御情報を変更して不良フレームを示す。
【００１７】
また、制御情報は、復号化されるべきサイレンス記述情報（すなわち、快適雑音）をＶＯＩＰペイロードが含むかどうかも示すことが可能である。このように、ＶＯＩＰコールに関してＴＸ＿ＴＹＰＥ機能およびＲＸ＿ＴＹＰＥ機能を提供することができる。このタイプの機能性を提供することにより、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣリソースをその他の符号化／復号化動作のため、または干渉を低減するため、あるいはバッテリ寿命を節約するために解放することができる。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照して行う本発明の以下の詳細な説明からより明白となる。
【００１９】
（頭字語）
以下の頭字語を本発明の説明に関連して使用する。
【００２０】
２Ｇ − 回線交換動作をサポートするレガシー回線交換ネットワークインフラストラクチャまたはレガシー・モバイル端末を指す。
【００２１】
３ＧＰＰ − 第３世代パートナーシップ・プロジェクト動作（および標準の動作手続き、そのような動作、およびそのような動作をサポートするシステムの関連するまとまり）
３Ｇ − パケット交換音声通信を含め、パケット交換サービスをサポートする次世代パケット交換ネットワークまたはモバイル端末を指す。
【００２２】
ＡＭＲ 適応マルチレート
ＢＳＳ 基地局システム
ＣＣＦ − コール制御機能
ＣＳＣＦ − コール状態制御機能
ＣＭＣ コーデック・モード・コマンド
ＣＭＲ コーデック・モード要求
ＤＴＸ 不連続の伝送
ＥＤＧＥ グローバル・エボリューションに関するより高いデータレート
ＥＧＩＰＲＳ 拡張された汎用パケット無線サービス
ＥＩＲ 装置識別レジスタ
ＩＦ１ インターフェース形式１
ＩＦ２ インターフェース形式２
ＩＦ３ インターフェース形式３
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク
ＧＳＮ ＧＲＰＳサポート・ノード
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード
ＧＰＲＳ 汎用パケット無線サービス
ＧＳＭ モバイル通信のためのグローバル・システム
ＧＴＰ ＳＧＳＮがＭＳに関するＧＰＲＳネットワーク・アクセスを提供できるようにするトンネル制御−管理プロトコル
ＧＭＳＣ ゲートウェイ・モバイル交換センタ
ＨＬＲ ホーム・ロケーション・レジスタ
ＨＳＳ ホーム加入者サービス
ＩＰ インターネット・プロトコル
ＩＣＧＷ 着信コール・ゲートウェイ
ＩＷＭＳＣ インターワーキングＭＳＣ
ＬＳＢ 最下位ビット
ＭＡＰ モバイル・アプリケーション部分
ＭＧＣＦ メディア・ゲートウェイ制御機能
ＭＧＷ メディア・ゲートウェイ機能
ＭＭ マルチメディア
ＭＲＦ マルチメディア・リソース機能
ＭＳ モバイル局
ＭＳＢ 最上位ビット
ＭＳＣ モバイル交換センタ
ＰＳＴＮ 公衆交換電話ネットワーク
ＰＬＭＮ 公衆地上モバイルネットワーク
ＱｏＳ サービス品質
ＲＡＢ 無線アクセス・ベアラ
Ｒ−ＳＧＷ ローミング通知ゲートウェイ機能
ＲＰＥ 規則的パルス励起
ＲＴ リアルタイム
ＲＴＦＡＣＣＨ リアルタイム高速関連制御チャネル
ＲＴＰ リアルタイム・トランスポート・プロトコル
ＲＴＣＰ ＲＴＰ制御プロトコル
ＳＣＰ サービス制御ポイント
ＳＧＳＮ サービス提供ＧＰＲＳサポート・ノード
ＳＰＤ サービス提供プロファイル・データベース
ＳＩＤ サイレンス記述子
Ｔ−ＳＧＷ トランスポート通知ゲートウェイ機能
ＵＢ 未使用ビット
Ｕｍ ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局とモバイル局の間における無線リンク
ＵＭＴＳ ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＵＤＰ ユーザ・データグラム・プロトコル
ＵＴＲＡＮ ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク
ＶＬＲ ビジタ・ロケーション・レジスタ
ＷＢＣＭＤＡ 広帯域ＣＤＭＡ
本発明のよりよい理解は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を以下の図面に関連して考慮することで得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に従って構成されたセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。セルラー無線ネットワークは、無線ネットワークインフラストラクチャ１０２、基地局１０４、および基地局１０６を含む。セルラー無線ネットワークは、本発明に従ってさらに変更された業界標準、例えば、Ｈ．３２３、ＳＩＰ、ＲＴＰ等に従ってＶＯＩＰ電話をサポートする。無線ネットワークインフラストラクチャ１０２は、ゲートウェイ（Ｇ／Ｗ）１１２を介してインターネット１１４に結合する。また、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）端末１２２も、インターネット１１４に結合する。無線ネットワークインフラストラクチャ１０２は、インターワーキング機能（ＩＷＦ、またはＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ）１０８を介して公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１１０に結合する。従来の音声端末１２０は、ＰＳＴＮ１１０に結合する。
【００２４】
基地局１０４および１０６のそれぞれが、自らが複数のモバイル局（ＭＳ）、例えば、ＭＳ１１６およびＭＳ１１８との無線通信をサポートするセル／セクタのセットにサービスを提供する。ＭＳ１１６および１１８はＶＯＩＰ電話をサポートする。したがって、無線リンクが、順方向リンク構成要素と逆方向リンク構成要素をともに有しており、基地局１０４および１０６は、ＭＳ１１６、１１８によって開始されたＶＯＩＰコールか、またはＭＳ１１６および１１８に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。無線リンクは、業界標準、例えば、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、３ＧＰＰ等に従って動作し、したがって、異なる製造業者の装置間で相互運用性が存在する。
【００２５】
一例では、ＭＳ１１６とＶＯＩＰ端末１２２の間でＶＯＩＰコールがセットアップされ、提供される。したがって、この例では、ＶＯＩＰコール伝送パスには、ＭＳ１１６と基地局１０４の間の無線リンク、ならびに無線ネットワークインフラストラクチャ１０２、Ｇ／Ｗ１１２、およびインターネット１１４を含む基地局１０４とＶＯＩＰ端末１２２の間の有線リンクが含まれる。ＭＳ１１６とＶＯＩＰ端末１２２はともに、コーダ／デコーダ（ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ）を含む。本発明を例示するこの特定の例では、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣは、複数のデータレートをサポートする適応マルチレート（ＡＭＲ）ＡＭＲ ＣＯＤＥＣである。ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの機能は、アナログ音声信号をＶＯＩＰペイロードに符号化すること、およびＶＯＩＰペイロードをアナログ音声信号に復号化することである。ＭＳ１１６およびＶＯＩＰ端末１２２の追加の構成要素、例えば、スピーカおよびマイクロホンが、アナログ音声信号をユーザに提供し、またアナログ音声信号をユーザから受け取る。
【００２６】
したがって、ＭＳ１１６のユーザから受け取った音声に関して、ＭＳ１１６の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣがその音声を符号化し、ＶＯＩＰ端末１２２の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣがその音声を復号化する。さらに、ＶＯＩＰ端末１２２のユーザから受け取られた音声に関して、ＶＯＩＰ端末１２２の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、その音声を符号化し、またＭＳ１１６の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、その音声を復号化する。したがって、続行中のＶＯＩＰ電話コールに関して、両方のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、そのコールをサポートするように継続的に動作する。
【００２７】
この例では、基地局１０４とＭＳ１１６の間における無線リンクの品質は、時とともに変化する。さらに、基地局に課せられる要件、例えば、サービスを受けるＭＳの数、各ＭＳの要件等も、時とともに変化する。したがって、これらの変化する要求および無線リンクの品質を補償するため、基地局１０４およびＭＳ１１６は、ＶＯＩＰコールの特性を制御する。各ＶＯＩＰデータグラムに含まれる制御情報を調整することにより、ＶＯＩＰコールが制御される仕方が示される。制御情報には、（１）ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのデータレート、（２）ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードの品質の指示、（３）サイレンス記述情報（すなわち、快適雑音）データをＶＯＩＰペイロードが含むかどうかの指示、および（４）後続のＶＯＩＰペイロードに関する要求のデータレートおよび命令されるデータレートの指示が含まれる。
【００２８】
ＶＯＩＰデータグラムのヘッダは、動作標準によって固定されているため、制御情報は、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダとＶＯＩＰペイロードの間に挿入される。説明する実施形態では、制御情報は、搬送される音声を表すのではないにも関わらず、ＶＯＩＰペイロードのオクテット０として示される。図４Ａおよび４Ｂを参照してさらに説明するとおり、制御情報は、長さ８ビットであり、将来のＶＯＩＰペイロードのデータレートを示す３つのＡＭＲ ＣＯＤＥＣモード要求（ＣＭＲ）ＡＭＲ ＣＯＤＥＣモード・コマンド（ＣＭＣ）ビット、フレーム品質指示（ＦＱＩ）ビット、および現行のＶＯＩＰペイロードのデータレートを示す３つのフレーム・タイプ指示子（ＦＴＩ）ビットを含む。ただし、他の実施形態では、ビットの数およびタイプは異なる。
【００２９】
本発明による動作では、ＭＳ１１６が、ユーザの音声を符号化し、適切に制御情報を設定し、ＶＯＩＰヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含むＶＯＩＰデータグラムを形成し、そのＶＯＩＰデータグラムを基地局１０４に伝送する。基地局１０４は、ＶＯＩＰデータグラムをＶＯＩＰ端末１２２にリレーし、ＶＯＩＰ端末１２２は、制御情報に基づいてＶＯＩＰデータグラムを復号化し、その復号化した音声をＶＯＩＰ端末１２２のユーザに提供する。この動作は、逆方向では、ＶＯＩＰ端末１２２がＶＯＩＰデータグラムを作成し、そのＶＯＩＰデータグラムをＭＳ１１６に送信して行われる。また、これらの動作は、ＶＯＩＰ電話をサポートする任意の２つの端末に関して、例えば、ＭＳ１１６および電話機１２０に関して、ＭＳ１１６およびＭＳ１１８に関しても、本発明に従って行われる。
【００３０】
本発明による別の動作では、基地局１１６が、ＶＯＩＰデータグラムの中の制御情報を変更して、無線リンク条件を補償し、他の自らの動作要件を満たすようにする。例えば、ＶＯＩＰデータグラムが、無線逆方向リンク品質のためにＭＳ１１６から適切に受信されない場合、基地局１０４は、制御情報を変更してＶＯＩＰペイロードが壊れていることを示す。次に、ＶＯＩＰ端末１２２が、そのＶＯＩＰデータグラムを受信したとき、例えば、前に復号化したＶＯＩＰペイロードをユーザに提供して、速度フレーム置換を行う。
【００３１】
この動作は、ＭＳ１１６が、自らの受信した壊れたＶＯＩＰデータグラムに関して行うことも可能である。ＶＯＩＰデータグラムを受信すると、そのＶＯＩＰデータグラムを復号化のために自らのＡＭＲ ＣＯＤＥＣに渡すのに先立って、ＭＳ１１６は、制御情報を変更してＶＯＩＰデータグラムが壊れていることを示す。次に、ＭＳ １１６のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、音声フレーム置換動作を行って壊れたＶＯＩＰペイロードを補償する。これは、音声品質を向上させるだけでなく、不必要な復号化動作をなくすことにより、バッテリ寿命を節約する。
【００３２】
本発明による別の動作では、ＭＳ１１６によって要求されたデータレートが、基地局１０４によって変更されて、基地局１０４に課せられた他の要件を補償する。例えば、ＭＳ１１６が、基地局１０４によるサービスを受けるセルの周辺部に移動した際、ＭＳ１１６のチャネル品質が低下する。チャネル品質のこの低下を補償するため、ＭＳ１１６は、ＶＯＩＰデータグラムの中で、ＶＯＩＰ端末１２２がＭＳ１１６に伝送する次のＶＯＩＰデータグラムの中のＶＯＩＰペイロードのデータレートを低減するように要求する。しかし、本発明による動作では、基地局１０４が、そのデータレートが現行の条件と不整合であることを判定し、この要求のデータレートを変更して、その伝送によって消費される帯域幅を減少させる、すなわち、要求のデータレートを増加させる。
【００３３】
順方向リンクを介して基地局１０４からＭＳ１１６に伝送されるＶＯＩＰデータグラムに関して同様の動作が行われる。基地局１０４が、ＶＯＩＰ端末１２２から伝送され、ＭＳ１１６に向けられたＶＯＩＰデータグラムを代行受信する。基地局１０４は、ＶＯＩＰ端末１２２によって要求されたデータレートを考慮し、逆方向無線リンクがそのデータレートをサポートするかどうか、かつ／または現行のシステムがこのデータレートと整合するかどうかを判定する。そのデータレートがサポートされ、かつ／または整合する場合、基地局１０４は、要求された／命令されたデータレートを変更しない。しかし、条件が求める場合、基地局１０４は、要求された／命令されたデータレートを現行の無線システム条件と整合するデータレートに変更する。例えば、隣接するセル／セクタ内の無線ロードが高い場合、基地局１０４は、より低い速度でＶＯＩＰペイロードを符号化して（これにより、チャネル符号化／誤り保護を高め）、高い干渉条件に対してリンクをより堅固にするよう、ＭＳ１１６に命令することができる。
【００３４】
図２は、本発明に従ってＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作が制御されるセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。セルラー無線ネットワークは、無線ネットワークインフラストラクチャ２０２、ならびに基地局２０４および２０６を含む。無線ネットワークインフラストラクチャ２０２は、ＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ２１６を介してインターネット２１６に結合する。また、ＶＯＩＰ端末２１８もインターネット２１６に結合し、ＶＯＩＰ端末は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）上で具体化される。無線ネットワークインフラストラクチャ２０２が、ＩＷＦ２０８を介してＰＳＴＮ２１０に結合する。従来の音声端末２１２が、ＰＳＴＮ２１０に結合する。
【００３５】
基地局２０４および２０６のそれぞれは、ＶＯＩＰ電話をサポートする複数のモバイル局（ＭＳ）、例えば、ＭＳ２２０およびＭＳ２２２との無線通信を自らがサポートするセル／セクタのセットにサービスを提供する。したがって、順方向リンク構成要素と逆方向リンク構成要素をともに有する無線リンクを介して、基地局２０４が、ＭＳ２２０によって開始されたＶＯＩＰコール、またはＭＳ２２０に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。さらに、基地局２０６が、ＭＳ２２２によって開始されたＶＯＩＰコール、またはＭＳ２２２に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。
【００３６】
ＶＯＩＰ電話をサポートする各端末装置、例えば、ＭＳ２２０、ＭＳ２２２、ＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ２０８、およびＶＯＩＰ端末２１８は、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣも含む。各ＡＭＲ ＣＯＤＥＣは、ＶＯＩＰペイロードとＶＯＩＰペイロードに含まれる音声情報の間で変換を行う際、制御情報に応答する。さらに、ＶＯＩＰ端末は、ＶＯＩＰペイロードを作成する際に行われたＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作に関連して制御情報を設定する。
【００３７】
示すとおり、各ＶＯＩＰデータグラムは、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含む。ＶＯＩＰデータグラムは、本発明に従って変更された様々な標準化された形式と、例えば、ＲＴＰ、ＲＴＣＰ、ＩＰ等と整合性を有することが可能である。これらの形式は、図６Ａ、６Ｂ、および７を参照してさらに説明する。
【００３８】
図３は、本発明に従ってＶＯＩＰ電話がサポートされる次世代（３Ｇパケット交換）セルラー無線通信システムの一部分を示すシステム図である。図３のシステムは、いくつかのケースでは、従来の２Ｇ標準に取って代る次世代（３Ｇ）標準に従って動作する。一般的に言って、次世代３Ｇ標準は、完全にパケット交換式のシステムに対するものである。従来の２Ｇシステムは、パケット交換動作と回線交換動作の組み合わせをサポートするが、３Ｇインフラストラクチャは、完全にパケット交換式である。２Ｇシステムの一般的説明に関しては、フランス国、ＶａｌｂｏｎｎｅのＥＴＳＩによって刊行されているＧＳＭ標準ドキュメントを参照されたい。詳細には、ドキュメントＥＴＳＩ ＥＮ ３０１ ３４４ Ｖ７．４．０（２０００年３月）では、レガシー２Ｇ無線通信システムにおける従来技術の動作が説明されている。３Ｇの動作は、本出願の時点で完全には開発されていなかった。
【００３９】
図３のシステムは、モバイル端末３４２および３４６に対する無線通信サポートを提供する。無線通信を提供する際、システムは、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）および／またはＧＳＭ公衆地上モバイルネットワーク（組み合わせＰＳＴＮ／ＰＬＭＮにおけるＰＬＭＮ）３０２、マルチメディアＩＰネットワーク３０４、アプリケーション−サービスネットワーク３０６、およびレガシー・モバイル通知ネットワーク３０８を含む複数の結合されたネットワークからの、またそれらのネットワークに対する制御信号および通信を経路指定することができる。アプリケーション−サービスネットワーク３０６を含め、図３の構成要素のいくつかは、２度示されている。各要素の相互結合の混乱を最小限に抑えるためにそうしている。ある構成要素が、図３で２度示されている場合、その要素の名前は、アプリケーション−サービスネットワーク３０６のように「＊）」で終わっている。アプリケーション−サービスネットワーク３０６は、少なくとも１つのサービス制御ポイント（ＳＣＰ）３３４を含む。図３に示す接続の中で、実線は、トラフィック・パスを表し、一方、点線は、通知パスを表している。
【００４０】
コール状態制御機能（ＣＳＣＦ）３１０Ａおよび３１０Ｂは、２つの構成要素、サービス提供ＣＳＣＦおよび問い合わせＣＳＣＦから成る。問い合わせＣＳＣＦは、モバイル端末に終端するコールをどのように経路指定するかを決定する際に使用される。モバイル端末に終端する通信の場合、通常、サービス提供ＣＳＣＦ機能と問い合わせＣＳＣＦ機能がともに関与している。モバイル端末から開始される通信の場合、問い合わせＣＳＣＦ機能は必要ない。単一のネットワーク・インフラストラクチャ要素の中でサービス提供ＣＳＣＦと問い合わせＣＳＣＦ機能をともに提供することができる。
【００４１】
ＣＳＣＦ３１０Ｂは、着信コール・ゲートウェイ（ＩＣＧＷ）機能、コール制御機能（ＣＣＦ）、サービス提供プロファイル・データベース（ＳＰＤ）機能、およびアドレス処理機能を提供する。ＩＣＧＷ機能を提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、システムに対する第１のエントリ・ポイントとして作用し、着信コールの経路指定を行う。ＩＣＧＷ機能を行う際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、着信コール・トリガー動作、例えば、コール・スクリーニング、コール転送等を行う。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、他のシステム構成要素と対話して、クエリ・アドレス処理動作も行う。これらの動作のいくつかでは、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ＨＳＳ３１２と通信する。
【００４２】
ＣＣＦを提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、コール・セットアップ、コール終了、および状態／イベント管理を提供する。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、マルチパーティ・サービスおよびその他のサービスをサポートするため、ＭＲＦ３２２と対話する。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、料金請求、監査、代行受信、および他のコール・イベントの目的でコール・イベントを報告する。また、ＣＣＦを行う際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、アプリケーション・レベル登録要求を受信して処理し、様々な他の機能も行う。
【００４３】
ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ＳＰＤを維持し、管理する。サービスを受ける加入者に関して、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、加入者のホーム・ドメインのＨＳＳ３１２と対話し、完全ＩＰのネットワークユーザのプロファイル情報を受け取る。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、プロファイル情報のいくらかをＳＰＤの中に記憶する。システムのアクセス時に、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、加入者のホーム・ドメインに初期アクセスを通知する。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、アクセス関連情報、例えば、加入者に連絡を取ることができる端末ＩＰアドレス等をキャッシュすることができる。
【００４４】
アドレス処理機能を提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、必要な場合、アドレス可搬性の分析、変換、変更を行い、エイリアス・アドレスのマッピングを行う。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ネットワーク間経路指定のための一時的アドレス処理を行うこともできる。
【００４５】
ホーム加入者サービス（ＨＳＳ）３１２は、所与の加入者に関するマスタ・データベースである。ＨＳＳ３１２は、コール／セッションを扱うネットワーク・エンティティをサポートする加入関連情報を含むエンティティである。例として、ＨＳＳ３１２は、認証、許可、命名／アドレス解決、ロケーション依存性等を解決することによって経路指定／ローミング手続きを完了するため、コール制御サーバに対するサポートを提供することが可能である。
【００４６】
ＨＳＳ３１２は、以下の加入者関連情報を記憶して、管理することを担う。（１）加入者の識別情報、番号情報、およびアドレス指定情報、（２）ユーザ・セキュリティ情報、例えば、認証および許可のためのネットワーク・アクセス制御情報、（３）システム間レベルにおけるユーザ・ロケーション情報（ＨＳＳ３１２が、ユーザ登録を扱い、システム間ロケーション情報を記憶するなど）、および（４）加入者プロファイル、例えば、サポートされるサービス、サービス固有情報等。また、この加入者情報に基づき、ＨＳＳ３１２は、異なる制御システムのコール制御エンティティおよび短メッセージ・エンティティをサポートすること、例えば、システム・オペレータによって提供される回線交換ドメイン制御、パケット交換ドメイン制御、ＩＰマルチメディア制御等をサポートすることも担う。
【００４７】
ＨＳＳ３１２は、不均質な情報を含めることが可能であり、コア・ネットワークにおけるより高い機能をアプリケーションおよびサービス・ドメインに提供することを可能にすると同時に、システムの不均質性を隠す。ＨＳＳ３１２は、以下の機能から構成される。（１）ＩＭ ＣＮサブシステムによって必要とされるユーザ制御機能、（２）パケット交換ドメインに必要とされる従来技術世代のホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）機能のサブセット、および（３）回線交換ドメインに加入者がアクセスするのを可能にする、またはレガシーＧＳＭ／ＵＭＴＳ回線交換ドメインにローミングするのをサポートすることが所望される場合、従来技術世代のＨＬＲの回線交換部分。
【００４８】
通常の動作において、ＨＳＳ３１２は、（１）管理アプリケーション・プロトコル（ＭＡＰ）終了、（２）アドレス指定プロトコル終了、（３）認証、許可プロトコル終了、および（４）ＩＰマルチメディア（ＭＭ）制御終了を行う。ＭＡＰ終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、ユーザ・ロケーション管理手続き、ユーザ認証管理手続き、加入者プロファイル管理手続き、コール処理サポート手続き（経路指定情報処理）、およびＳＳ関連手続きを行うことにより、ＭＡＰ規格で説明されるＭＡＰプロトコルを終了する。
【００４９】
アドレス・プロトコル終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従ってプロトコルを終了してアドレス指定を解決する。この目標を達する際、ＨＳＳ３１２は、加入者名／番号／アドレス解決に関する手続きを行う。認証および許可プロトコル終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従って認証プロトコルおよび許可プロトコルを終了する。そのような動作の例として、ＨＳＳ３１２は、ＩＰベースのマルチメディア・サービスに関して加入者の認証および許可手続きを行う。最後に、ＩＰ ＭＭ制御終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従ってＩＰベースのＭＭコール制御プロトコルを終了する。例えば、この動作を実行する際、ＨＳＳ３１２は、ＩＰベースのマルチメディア・サービスに関するユーザ・ロケーション管理手続きを行い、ＩＰベースのマルチメディア・コール処理サポート手続きを行う。
【００５０】
トランスポート通知ゲートウェイ機能（Ｔ−ＳＧＷ）３１４は、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ終端点である。動作時に、Ｔ−ＳＧＷ３１４は、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２に対する／からのコール関連通知をＩＰベアラ・チャネル上にマップし、ＭＧＣＦ３１８に対する／からの通知をリレーする。この機能に加えて、Ｔ−ＳＧＷ３１４は、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２とＩＰプロトコルの間でトランスポート・レベル・マッピングを行う。
【００５１】
ローミング通知ゲートウェイ機能（Ｒ−ＳＧＷ）３１６は、回線交換ネットワークとＧＰＲＳドメインネットワークの間、および３Ｇ ＵＭＴＳテレサービス・ドメインとＵＭＴＳ ＧＰＲＳドメインの間のローミングだけに関連する。ローミングの間の適切な動作を確実にするため、Ｒ−ＳＧＷ３１６は、レガシーＳＳ７ベースの通知トランスポートとＩＰベースの通知トランスポートの間においてトランスポート・レベルで通知変換を行う。Ｒ−ＳＧＷ３１６は、ＭＡＰ／ＣＡＰメッセージを解釈しないが、基礎にあるＳＣＣＰ層を解釈して、通知の適切な経路指定を確実にしなければならない可能性がある。２Ｇモバイル端末をサポートするため、Ｒ−ＳＧＷ３１６は、ＭＡＰ＿ＥおよびＭＡＰ＿ＧのＳＳ７ベースの通知トランスポートとＩＰベースの通知トランスポートの間でインターワーキング機能を行う。
【００５２】
メディア・ゲートウェイ制御機能（ＭＧＣＦ）３１８は、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ終端点であり、その動作は、既存の／現行の業界プロトコル／インターフェースとの整合性を有する。その機能を行う際、ＭＧＣＦ３１８は、ＭＧＷにおけるメディア・チャネルに関する接続制御に関係するコール状態の部分を制御する。
【００５３】
メディア・ゲートウェイ機能（ＭＧＷ）３２０Ａおよび３２０Ｂは、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２トランスポート終端点である。ＭＧＷ３２０Ａおよび３２０Ｂによって提供される機能は、相互運用性のために必要とされる既存の／現行の業界プロトコル／インターフェースと整合性を有する。ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂは、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２からのベアラ・チャネルを終端させることができる。また、ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂは、異なる回線交換サービスのサポートのためにメディア変換、ベアラ制御、およびペイロード処理（例えば、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ、エコー・キャンセラ、カンファレンス・ブリッジ等）をサポートすることも可能である。ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂが、ＭＳＣサーバ３２４と同じ場所に配置されている必要も、ＭＧＷ３２０Ｂのリソースが任意の特定のＭＳＣサーバ３２４と関連している必要もない。本発明に従って構成されたシステムでは、任意のＭＳＣサーバが、例えば、３２４が、任意のＭＧＷから、例えば、３２０Ａまたは３２０Ｂからリソースを要求することが可能である。示すとおり、ＭＧＷ３２０Ｂは、本発明に従って制御される高性能マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣを含む。
【００５４】
マルチメディア・リソース機能（ＭＲＦ）３２２は、Ｈ．３２３ネットワークにおけるマルチポイント制御ユニット（ＭＣＵ）の機能と同様に、マルチパーティ・コール機能およびマルチメディア・カンファレンス機能を行う。ＭＲＦ３２２は、マルチパーティ／マルチメディア・カンファレンスを提供する際にベアラ制御（ＧＧＳＮ３３０およびＭＧＷ３２０Ａ、３２０Ｂを使用して）を担う。そのようなサービスでは、ＭＲＦ３２２が、マルチパーティ／マルチメディア・カンファレンス・セッション確認のためにＣＳＣＦ３１０Ａまたは３１０Ｂと通信することができる。
【００５５】
ＭＳＣサーバ３２４およびゲートウェイＭＳＣ（ＧＭＳＣ）サーバ３２６は、本発明のシステムをレガシー２Ｇ ＧＳＭネットワークにリンクするハイブリッド要素である。ＭＳＣサーバ３２４は、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ ＭＳＣのコール制御部分および移動性制御部分を行う。ＭＳＣサーバ３２４は、モバイル端末によって開始された回線交換ドメイン・コールおよびモバイル端末に終端する回線交換ドメイン・コールの制御を担う。ＭＳＣサーバ３２４は、ユーザネットワーク通知を終了させ、通知を関係のあるネットワーク間の通知に変換する。また、ＭＳＣサーバ３２４は、加入者のサービス・データを保持するＶＬＲも含む。また、ＭＳＣサーバ３２４は、ＭＧＷ３２０Ａ／１２０Ｂにおけるメディア・チャネルに関する接続制御に関係するコール状態の部分も制御する。ＧＭＳＣサーバ３２６は、ＧＭＳ／ＵＭＴＳ ＧＭＳＣのコール制御および移動性制御部分を行う。
【００５６】
２つのＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＳＮ）、サービス提供ＧＳＮ（ＳＧＳＮ）３２８およびゲートウェイＧＳＮ（ＧＧＳＮ）３３０を図３に示している。ＧＰＲＳを３Ｇアーキテクチャに組み込むため、ＧＰＲＳサポート・ノードが導入されている。ＧＳＮは、モバイル端末３４２および３４６とマルチメディアＩＰネットワーク３０４との間におけるデータ・パケットの送付および経路指定を担う。ＳＧＳＮ３２８は、自らのサービス区域内のモバイル端末３４６および３４２からの、またモバイル端末３４６および３４２に対するデータ・パケットの送付を担う。ＳＧＳＮ３２８のタスクには、パケットの経路指定および転送、移動性管理（接続／接続解除管理およびロケーション管理）、論理リンク管理、ならびに認証機能および課金機能が含まれる。ＳＧＳＮ３２８のロケーション・レジスタは、そのＳＧＳＮ３２８に登録されているすべてのＧＰＲＳユーザのロケーション情報（例えば、現行のセル、現行のＶＬＲ）およびユーザ・プロファイル（例えば、ＩＭＳＩ、パケット・データネットワークにおいて使用されるアドレス）を記憶する。さらに、ＳＧＳＮ３２８は、接続されたモバイル端末に関係する情報を記憶する装置識別レジスタ（ＥＩＲ）３３２とインターフェースを取る。
【００５７】
ＧＧＳＮ３３０は、ＧＰＲＳバックボーン・ネットワークとマルチメディアＩＰネットワーク３０４の間のインターフェースとして作用する。ＧＧＳＮ３３０は、ＳＧＳＮ３２８から来るＧＰＲＳパケットを適切なパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）形式（例えば、ＩＰまたはＸ．２５）に変換して、マルチメディアＩＰネットワーク３０４を介して送信する。反対方向では、着信データ・パケットのＰＤＰアドレスが、ＧＧＳＮ３３０によって変換されて、宛先ユーザのＧＳＭアドレスにアドレス変更される。アドレス変更されたパケットは、サービス提供を担うＳＧＳＮ３２８に送信される。この目的で、ＧＧＳＮ３３０は、ユーザの現行のＳＧＳＮ３２８アドレス、およびユーザのプロファイルを自らのロケーション・レジスタの中に記憶する。また、ＧＧＳＮ３３０は、認証機能および課金機能も行う。
【００５８】
一般に、ＳＧＳＮとＧＧＳＮの間に多対多の関係が存在する。この関係において、ＧＧＳＮ３３０は、いくつかのＳＧＳＮに関するマルチメディアＩＰネットワーク３０４に対するインターフェースである。さらに、ＳＧＳＮ３２８は、異なるＧＧＳＮを介して自らのパケットを異なるパケット・データネットワークに到達するように経路指定することができる。説明を簡単にするため、図３は、単一のＳＧＳＮ３２８および単一のＧＧＳＮ３３０だけを含んでいる。
【００５９】
ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ）基地局３３８およびＵＭＴＳ地上無線アクセス（ＵＴＲＡＮ）基地局３４０が一緒に、レガシー２Ｇモバイル端末３４６と３Ｇモバイル端末３４２の両方に関する無線通信をサポートする。ＵＴＲＡＮ基地局３４０は、レガシー・モバイル端末３４６とのレガシー（２Ｇ）ＵＭＴＳ無線通信をサポートし、一方、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局３３８は、３Ｇモバイル端末３４２との無線通信をサポートする。３Ｇモバイル端末３４２は、ＶＯＩＰ電話をサポートし、本発明に従って制御される適応マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣを含む。３Ｇモバイル端末３４２は、自らが無線通信サービスを提供する端末装置３４４に対して無線通信サポートを提供することができる。レガシー（２Ｇ）モバイル端末３４６は、自らが無線通信サービスを提供する端末装置３４８に結合する。レガシーモバイル端末３４６は、２Ｇ標準に従って動作するが、図３の３Ｇシステムとインターフェースを取る。図３の３Ｇシステム内の動作は、レガシーモバイル端末３４６をサポートする。
【００６０】
図４は、本発明によるＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。示すとおり、ＶＯＩＰデータグラムは、データグラム・ヘッダ４０２、制御情報４０４、およびＶＯＩＰペイロード４０６を含む。図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃを参照してさらに説明するとおり、データグラム・ヘッダ４０２およびＶＯＩＰペイロード４０６は、使用するＩＳＯプロトコル標準に応じて異なる。さらに、制御情報４０４は、アプリケーションごとに異なることがある。制御情報の特定の実施形態を図４Ｂを参照して説明する。
【００６１】
図４Ｂは、本発明によるＶＯＩＰデータグラムの制御情報オクテットの構造を示すブロック図である。この制御情報は、３ビットのＣＭＲ／ＣＭＣ４５２、単一ビットのＦＱＩ４５４、および４ビットのＦＴＩ４５６を含む。ＴＸ＿ＴＹＰＥおよびＲＸ＿ＴＹＰＥの音声機能（すなわち、ＳＩＤ）、不連続伝送（ＤＴＸ）機能、ならびにＵｍ（ＧＥＲＡＮ）／Ｕｕ（ＵＴＲＡＮ）（基地局−モバイル局間無線リンク）とＩｕ−ｐｓ（基地局とＳＧＳＮの間のインターフェース）の両方において速度適合をサポートするため、制御情報に関する音声フレームおよびＳＩＤフレームの形式が、フレーム・タイプ・インデックス（ＦＴＩ）、フレーム品質指示子（ＦＱＩ）、およびコマンド・モード要求／コマンド・モード・コマンド構成要素を含む。
【００６２】
図５は、本発明の動作によって影響を受けるＩＳＯプロトコル・スタック構成要素を示すブロック図である。示すとおり、ＭＳ上に常駐するＩＳＯプロトコル・スタックは、層１（ＰＨＹ層）、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層、ＰＤＣＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰより上に乗ったＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣアプリケーションを含む。このプロトコル・スタックは、Ｕｍ／Ｕｕインターフェース（無線リンク）を介してＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局とインターフェースを取る。
【００６３】
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局の上に常駐してＵｍ／Ｕｕインターフェースにサービスを提供するのが、Ｕｍリンクを介してＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局をＭＳにインターフェースする層１、ＭＡＣ層、ＲＬＣ層、ＰＤＣＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、およびＲＴＰ層である。リレー機能が、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局と３Ｇ−ＳＧＳＮの間のＩｕ−ｕｐ有線インターフェースにサービスを提供するのに使用されるプロトコル・スタックにこの情報をリレーする。このプロトコル・スタックは、層１、層２、ＵＤＰ／ＩＰ層、ＧＴＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、およびＲＴＰ層を含む。ＧＴＰは、ＳＧＳＮがＭＳに関するＧＰＲＳネットワーク・アクセスを提供できるようにするトンネル制御−管理プロトコルである。
【００６４】
示すとおり、本発明に従って制御情報を変更するのにＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ層とＲＴＰ／ＲＴＣＰの間で対話が必要とされる。ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局に関して、基地局は、アップリンク上またはダウンリンク上で制御情報を変更することができる。ダウンリンク上で、基地局は、ＶＯＩＰデータグラムの中で命令されるデータレートを変更するため、ＣＭＣを変更することができる。アップリンク上で、基地局は、逆方向リンク（アップリンク）が、それぞれのＶＯＩＰペイロードが壊れることを生じさせた場合、ＦＱＩを切り替えることができる。また、ＭＳも、不安定な無線順方向リンクによってＶＯＩＰペイロードが壊れたと自らが判定した場合、ＦＱＩを変更することによってダウンリンク伝送に関して制御情報を変更することができる。また、他のネットワーク／モバイル要素も、誤り検出スキームの実装がどこで行われるか（すなわち、トランスポート層で行われるか、ネットワーク層で行われるか、またはＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ層で行われるか）に応じて、ＦＱＩビットを変更することができる。
【００６５】
次に、図４Ｂと図５をともに参照すると、制御情報を設定し、変更する仕方が説明されている。表１は、ＦＴＩ４５２、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＴＩ４５２を設定する仕方を説明している。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表２は、ＦＱＩ４５４、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＱＩ４５４を設定する仕方を説明している。
【００６８】
【表２】
【００６９】
ＦＱＩおよびＦＴＩは、表３に示すとおり従来の回線交換通信のＴＸ＿ＴＹＰＥ機能およびＲＸ＿ＴＹＰＥ機能に関連する。
【００７０】
【表３】
【００７１】
表４は、ＦＴＩ４５６、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＴＩ４５６を設定する仕方を説明している。
【００７２】
【表４】
【００７３】
本発明の教示は、少なくとも３つの無線アクセス・ベアラ（ＲＡＢ）、無線アクセス・ベアラ０（ＲＡＢ０）、無線アクセス・ベアラ１（ＲＡＢ１）、および無線アクセス・ベアラ２（ＲＡＢ２）に適用される。ＲＡＢ０は、音声最適化されたＲＡＢである。ＲＡＢ０に関して、ダウンリンク上でＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮにおいてＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダが除去され、またアップリンク上でＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮにおいてＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダが構成される。ＲＡＢ０に関して、制御情報（すなわち、オクテット０）は、ｌｕ−ｐｓインターフェースおよびコア・ネットワーク・インターフェースにだけ必要とされる。ＲＡＢ１は、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダ圧縮を伴う音声ＲＡＢである。ＲＡＢ１に関して、制御情報は、Ｕｍ／Ｕｕ、ｌｕ−ｐｓ、およびコア・ネットワーク・インターフェースに必要とされる。ＲＡＢ２は、完全なＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダを有する音声ＲＡＢである。ＲＡＢ２に関して、制御情報は、Ｕｍ／Ｕｕ、ｌｕ−ｐｓ、およびコア・ネットワーク・インターフェースに必要とされる。
【００７４】
Ｕｍインターフェースを介して制御情報を設定するための規則
ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムの中にカプセル化されたＧＭＳ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームが、アップリンク上でＭＳによって伝送されるとき、ＦＱＩは、常に１に設定される（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）。この時点でチャネル・フェージング条件に起因する破壊が生じている可能性は全くないので、ＱｏＳのその他の指示を与える必要は全くない。
【００７５】
ダウンリンクに関して、ＭＳが、ＣＲＣ、およびＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムに関連する情報ビットに基づいてＱｏＳを判定した後、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。言い換えれば、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムが壊れた音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むことをＭＳが判定した場合、ＭＳは、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局が元々、ＦＱＩ＝１を伝送している場合、ＱｏＳの指示を提供するため、ＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００７６】
ダウンリンク上でＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムの中にカプセル化されたＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームが、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局によって伝送されるとき、ＱｏＳの何らかの指示を与えるため、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。ＱｏＳのこのＦＱＩ＝０指示は、ＣＲＣ、および、例えば、別のＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ、または特定の音声フレームまたはＳＩＤフレームに関してＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）ＵＴＲＡＮによって観察された情報ビットに基づくことになる。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００７７】
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局によるアップリンク上の音声フレームまたはＳＩＤフレームの有効な受信に関して、ＦＱＩを１に設定しなければならない。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＦＴＩを０〜８に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＣＭＲ／ＣＭＣを０〜７に設定することができる。ただし、ダウンリンクに関して、別の基地局から音声フレームまたはＳＩＤフレームを受信するＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局は、自らのＣ／Ｉ測定に基づいてＣＭＣを変更しなければならない可能性がある。これは、ＶＯＩＰ−ＶＯＩＰ間（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局ＰＳドメイン）コールとＶＯＩＰ（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局ＰＳドメイン）−ＶＯＩＰ間（ＵＴＲＡＮ ＰＳドメイン）コールの両方に関して、そうである。というのは、コア・ネットワーク内に（場合により、ＧＧＳＮおよびＭＧＷの付近に）配置されたトランスコーディング・プロキシを介してこれらのコールをセットアップするのに、Ｈ．３２３ゲートキーパまたはＳＩＰプロキシのどちらも必要ないからである。これはアーキテクチャの問題である。
【００７８】
ｌｕ−ｐｓインターフェースを介して制御情報を設定するための規則
ＲＡＢ０、ＲＡＢ１、およびＲＡＢ２に関してＵｍインターフェースを介して制御情報を設定するときは、以下の規則を使用する。
【００７９】
ＳＧＳＮに対する音声フレームまたはＳＩＤフレームのＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局伝送に関して、ＣＲＣ、およびＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムに関連する情報ビットに基づいてＱｏＳをＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮが判定した後、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。言い換えれば、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムが壊れた音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むことをＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮが判定した場合、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮは、ＱｏＳの指示を提供するため、ＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００８０】
ＳＧＳＮからの音声フレームまたはＳＩＤフレームのＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局受信に関して、ＦＱＩを１または０に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＦＴＩを０〜８または１５に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＣＭＲ／ＣＭＣを０〜７に設定することができる。
【００８１】
図６Ａは、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたリアルタイム・プロトコル（ＲＴＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。示すとおり、ＲＴＰ ＶＯＩＰデータグラムは、本発明によるヘッダ情報６０２、制御情報６０４、およびＶＯＩＰペイロード６０６（および６０４の一部分）を含む。図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造によれば、制御情報は、ＶＯＩＰペイロードの最初の８ビットを占める。
【００８２】
図６Ｂは、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。ＵＤＰデータグラムは、ヘッダ６５２、ＲＴＰデータグラム・ヘッダ６０２（図６Ａに関連して説明した）、制御情報６５４、およびＶＯＩＰペイロード６５６を含む。図６Ｂに示す制御情報の構造は、図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造と同様／同一である。
【００８３】
図７は、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたインターネット・プロトコル（ＩＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。ＵＤＰデータグラムは、図６Ｂに関連して説明したようにヘッダ７０２およびＵＤＰデータグラム７０４を含む。図７に示した制御情報の構造は、図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造と同様／同一である。
【００８４】
図８は、本発明に従って構成された基地局８０２を示すブロック図である。図８は、本明細書で前述した動作を行う本発明に従って構成された基地局８０２を示すブロック図である。基地局８０２は、本発明の教示と整合性を有するように変更される、または変更されている動作プロトコル、例えば、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、３ＧＰＰ、ＧＳＭ−ＥＤＧＥ、および／または様々な３Ｇおよび４Ｇ標準をサポートする。ただし、他の実施形態では、基地局８０２は、その他の動作標準をサポートする。
【００８５】
基地局８０２は、プロセッサ８０４、ダイナミックＲＡＭ８０６、スタティックＲＡＭ８０８、フラッシュ・メモリ、ＥＰＲＯＭ８１０、およびハード・ドライブ、光ドライブ、テープ・ドライブなどの少なくとも１つのデータ記憶装置８１２を含む。これらの構成要素（周辺処理カード上または周辺処理モジュール上に含まれることが可能な）は、ローカル・バス８１７を介して相互結合し、インターフェース８１８を介して周辺バス８２０（バック・プレーンであることが可能な）に結合する。様々な周辺カードが、周辺バス８２０に結合する。これらの周辺カードは、基地局８０２を無線ネットワークインフラストラクチャ８５０に結合するネットワーク・インフラストラクチャ・インターフェース・カード８２４を含む。デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０が、それぞれ、無線周波数（ＲＦ）ユニット８３２、８３４、および８３６に結合する。デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０のそれぞれは、基地局８０２によるサービスを受けるそれぞれのセクタ、セクタ１、セクタ２、またはセクタ３に関するデジタル処理を行う。したがって、デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０のそれぞれは、図６および図７に関連して説明した処理動作のいくつか、またはすべてを行う。ＲＦユニット８３２、８３４、および８３６は、それぞれ、アンテナ８４２、８４４、および８４６に結合し、基地局８０２とモバイル局（図９に構造を示す）の間の無線通信をサポートする。基地局８０２は、その他のカード８４０も含むことが可能である。
【００８６】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）８１６が、記憶装置８１２の中に記憶される。ＶＴＣＩ８１６は、プロセッサ８０４による実行のため、ＶＴＣＩ８１４と同様にプロセッサ８０４および／またはＤＲＡＭ８０６にダウンロードされる。図では、ＶＴＣＩ８１６は、基地局８０２に含まれる記憶装置８１２の中に常駐するが、ＶＴＣＩ８１６は、磁気媒体、光媒体、または電子媒体などの可搬媒体上にロードすることが可能である。さらに、ＶＴＣＩ８１６は、データ通信パスを介して１つのコンピュータから別のコンピュータに電子式に伝送することができる。ＶＴＣＩのこれらの実施形態はすべて、本発明の趣旨および範囲の中にある。ＶＴＣＩ８１４が実行されると、基地局８０２は、ＶＯＩＰ電話コールを管理する際の本明細書で前述した本発明による動作を行う。また、ＶＴＣＩ８１６も、デジタル処理カード８２６、８２８、８３０、および／または基地局８０２のその他の構成要素によって部分的に実行されることが可能である。さらに、示す基地局８０２の構造は、本発明の教示に従って動作させることが可能な多くの様々な基地局構造の１つに過ぎない。
【００８７】
図９は、本明細書で前述した動作を行う本発明に従って構成されたモバイル局９０２を示すブロック図である。モバイル局９０２は、本発明の教示と整合性を有するように変更される、または変更されているＣＤＭＡ動作プロトコル、例えば、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、および／または様々な３Ｇ標準および４Ｇ標準をサポートする。ただし、他の実施形態では、モバイル局９０２は、その他の動作標準をサポートする。
【００８８】
モバイル局９０２は、ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、およびメモリ９０８を含む。ＲＦユニット９０４は、モバイル局９０２のケースの内部または外部に配置されていることが可能なアンテナ９０５に結合する。プロセッサ９０６は、本発明に従ってモバイル局９０２を動作させることができる特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）または別のタイプのプロセッサであることが可能である。メモリ９０８は、静的構成要素と動的構成要素の両方、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を含む。いくつかの実施形態では、メモリ９０８は、プロセッサ９０６も含むＡＳＩＣ上に部分的に、または完全に含まれることが可能である。ユーザ・インターフェース９１０が、ディスプレイ、キーボード、スピーカ、マイクロホン、およびデータ・インターフェースを含み、またその他のユーザ・インターフェース構成要素も含むことが可能である。ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、メモリ９０８、およびユーザ・インターフェース９１０は、１つまたは複数の通信バス／リンクを介して結合する。また、バッテリ９１２も、ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、メモリ９０８、およびユーザ・インターフェース９１０に結合して給電する。
【００８９】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）９１６が、メモリ９０８の中に記憶される。ＶＴＣＩ９１６は、ＶＴＣＩ９１４と同様に、プロセッサ９０６による実行のためにプロセッサ９０６にダウンロードされる。また、いくつかの実施形態では、ＶＴＣＩ９１６は、ＲＦユニット９０４によって部分的に実行されることが可能である。ＶＴＣＩ９１６は、製造時、無線サービス提供動作などのサービス提供動作中、またはパラメータ更新動作中にモバイル局９０２の中にプログラミングすることが可能である。示したモバイル局９０２の構造は、１つのモバイル局構造の例に過ぎない。その他の多くの様々なモバイル局構造を本発明の教示に従って動作させることが可能である。ＶＴＣＩ９１４が実行されると、モバイル局９０２は、ＶＯＩＰ電話コールを提供する際の本明細書で前述した本発明による動作を行う。
【００９０】
図１０は、本発明に従ってインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ、ＶＯＩＰゲートウェイ、またはＩＰ電話端末を提供することができるコンピュータ１０００を示すブロック図である。コンピュータ１０００は、本明細書で説明する特定の動作を行うようプログラミングされた、かつ／または別の仕方で変更された汎用コンピュータであることが可能である。ただし、本明細書で説明する動作を行うようにコンピュータ１０００を特別に構成することも可能である。コンピュータ１０００は、図１、２、および／または３に関連してそれぞれ説明したインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ機能、ＶＯＩＰゲートウェイ機能、またはＩＰ電話端末を具体化する。コンピュータ１０００は、当技術分野で公知の追加の機能も行う。
【００９１】
コンピュータ１０００は、プロセッサ１００２、メモリ１００４、ネットワーク・マネージャ・インターフェース１００６、記憶装置１００８、および周辺インターフェース１０１０を含み、これらすべてが、プロセッサ・バスを介して相互結合している。プロセッサ１００２は、ソフトウェア命令を実行してプログラミングされた機能を達成するマイクロプロセッサ、または別のタイプのプロセッサであることが可能である。メモリ１００４には、デジタル情報を記憶することができるＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、または別のタイプのメモリが含まれることが可能である。記憶装置１００８には、デジタル命令およびデジタル・データを記憶することができる磁気ディスク記憶装置、磁気テープ記憶装置、光記憶装置、または任意の別のタイプの装置が含まれることが可能である。
【００９２】
ネットワーク・マネージャ・インターフェース１００６は、ネットワーク・マネージャ・コンソール１０１６に結合する。ネットワーク・マネージャ・コンソール１０１６は、マネージャがコンピュータ１０００とインターフェースを取ることをができるようにする、キーパッド／ディスプレイであること、またはパーソナル・コンピュータなどのより複雑な装置であることが可能である。ただし、ネットワーク・マネージャは、他の技術を使用して、例えば、周辺インターフェース１０１０に結合されたカードを介して、コンピュータ１０００とインターフェースを取ることもできる。
【００９３】
周辺インターフェース１０１０は、無線ネットワークインターフェース１０１８および通知ネットワークインターフェース１０１４に結合する。トラフィックネットワークインターフェース１０１２が、コンピュータ１０００を無線トラフィックネットワーク１０２０に結合する。通知ネットワークインターフェース１０１４が、コンピュータ１０００を結合されている無線ネットワークの通知ネットワーク１０１８に結合する。
【００９４】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）１０１２が、コンピュータ１０００の記憶装置１００８の中にロードされる。実行時に、ＶＴＣＩ１０１２のうち少なくともいくつかが、（ＶＴＣＩ１０１４と同様に）メモリ１００４および／またはプロセッサ１００２の中にダウンロードされる。次に、プロセッサ１００２がＶＴＣＩ１０１４を実行して、コンピュータ１０００を本発明に従って動作させる。デジタル・コンピュータのプログラミングおよび動作は、公知である。したがって、プロセッサ１００２、およびコンピュータ１０００のその他の構成要素がそれらの動作を行う仕方は、本明細書ではさらに説明しない。
【００９５】
本明細書で開示した本発明は、様々な変更形態および変形形態が可能である。したがって、図面および詳細な説明で特定の実施形態を例として示した。ただし、本明細書の図面および詳細な説明は、開示した特定の形態に本発明を限定するものではなく、反対に、本発明は、特許請求の範囲によって定義する本発明の趣旨および範囲の中に入るすべての変更形態、等価形態、および代替形態をカバーするものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。
【図２】本発明に従って適応マルチレート・コーダ／デコーダの動作が制御されるセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。
【図３】本発明を使用して適応マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作を制御する次世代（３Ｇパケット交換）セルラー無線通信システムの一部分を示すシステム図である。
【図４Ａ】制御部分を含む本発明によるＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明によるＶＯＩＰデータグラムの制御情報オクテットの構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の動作によって影響を受けるＩＳＯプロトコル・スタック構成要素を示すブロック図である。
【図６Ａ】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたリアルタイム・プロトコル（ＲＴＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図６Ｂ】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図７】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたインターネット・プロトコル（ＩＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図８】本発明に従って構成された基地局を示すブロック図である。
【図９】本発明に従って構成されたモバイル局を示すブロック図である。
【図１０】本発明に従ってインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ、ＶＯＩＰゲートウェイ、またはＩＰ電話端末を提供することができるコンピュータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０２ 無線ネットワークインフラストラクチャ
１０４、１０６ 基地局
１０８ インターワーキング機能
１１０ 公衆交換電話ネットワーク
１１２ ＶＯＩＰ端末
１１４ インターネット
１１６、１１８ モバイル局
１２０ 電話機
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、セルラー無線通信ネットワークに関し、より詳細には、そのようなセルラー無線通信ネットワークにおけるパケット化された音声通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ネットワークは、周知である。セルラー無線ネットワークは、世界の多くの人の住む地域で無線通信サービスをサポートしている。サテライト無線ネットワークが、地球のほとんどの表面積にわたって無線通信サービスをサポートすることが知られている。無線ネットワークは、当初、音声回線交換の音声通信を提供するように構築されたが、現在では、パケット交換データ通信をサポートするのにも利用されている。
【０００３】
無線ネットワークでのデータ通信の伝送は、音声通信の伝送とは異なる要求をネットワークに課す。音声通信は、最小限の信号対雑音比（ＳＮＲ）の要件および連続性の要件を伴う持続した帯域幅を必要とする。他方、データ通信は、通常、待ち時間に対する許容度が高いが、より高い全体のスループットの要件を有する。従来の回線交換無線ネットワークは、周知の音声通信要件をサポートするように設計されていた。したがって、無線ネットワーク（ならびに従来の回線交換電話ネットワーク）がデータ通信を提供するように適合され、そのような適合が、良い面も悪い面もある結果をもたらしている。したがって、将来の有線ネットワークおよび無線ネットワークは、完全にパケット交換式になる可能性が高い。
【０００４】
パケット交換データネットワーク、例えば、インターネットは、元々、データ通信だけを提供するように構築された。ただし、これらのネットワークは、パケット化された音声通信も、例えば、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（Ｖｏｉｃｅ Ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）（ＶＯＩＰ）電話も提供するように適合されている。ＶＯＩＰ電話は、完全にパケット交換式であり、各ＶＯＩＰパケットが、デジタル化された音声ペイロードを含む。音声通信ではなく、データ通信を提供するように設計されているパケット交換ネットワークは、しばしば、ＶＯＩＰ電話の要件を満たさない。したがって、ネットワーク・インフラストラクチャにおいて安全措置を備えて、ＶＯＩＰ電話の最小限の持続した帯域幅および連続性の要件を保証しなければならない。これらの安全措置は、有線ネットワークに関して実質的に特定されているが、無線ネットワークに関しては特定されていない。
【０００５】
完全にパケット交換式の無線ネットワークの到来とともに、ＶＯＩＰ電話も、そのような無線ネットワークにおける使用に適合されなければならない。ただし、無線ネットワークの動作上の制約は、有線ネットワークの動作上の制約とは相当に異なる。ＶＯＩＰ電話コールを提供する際に、十分な帯域幅が割り振られなければならず、帯域幅の割振りは、最大限の待ち時間で提供されなければならない。無線ネットワークは、一般に予測可能であり、それらの制約を満たすように動作させることができる。ただし、無線リンクの不確実性および常に変化する性質により、帯域幅要件だけでなく、最大待ち時間要件もしばしば、危うくなる。これらの問題は、ＶＯＩＰ電話で悪化する。その理由は、ＶＯＩＰ電話コールの制御が、ＩＳＯプロトコル・スタック上の比較的高いレベルにおいて制御されるからである。
【０００６】
基地局とモバイル局の間の特定の無線リンクは、品質が様々であり、したがって、異なる時点で異なるデータレート（データ転送速度）をサポートする。モバイル局が、基地局から離れていくにつれ、無線リンクによってサポートされるデータレートが低下する。さらに、無線干渉が増大するにつれても、無線リンクによってサポートされるデータレートが低下する。現在、ＶＯＩＰ電話が提供されるＶＯＩＰコールに関して固定データレートをサポートする期間は、未定である。したがって、ＶＯＩＰ電話コールは、従来の回線交換コールのように容易には提供されない。
【０００７】
基地局は、複数のモバイル局にサービスを提供しなければならないので、各基地局は、自らの可用帯域幅を複数の無線リンクに適切に割り振らなければならない。ＶＯＩＰコールの固定データレート要件により、基地局がすべてのサービスを受けるモバイル端末の要件を柔軟に管理することができない可能性がある。
【０００８】
さらに、無線リンクは、雑音が多い可能性があり、ＶＯＩＰ電話パケットが、順方向無線リンクと逆方向無線リンクの両方で、無線リンクを介する伝送中に壊れている可能性がある。ＶＯＩＰ電話の動作は、そのような雑音の多い／誤った動作に対処することができない。したがって、無線リンクを介して提供されるＶＯＩＰコールは、アナログの等価のコールに変換されたとき、雑音だけを生成する誤りを含む可能性がある。
【０００９】
さらに、ＶＯＩＰ電話は、クワイエット期間中にリソースを管理する際の柔軟性を全く提供しない。すべての電話コールは、話しているパーティが存在しないクワイエット期間を含む。このクワイエット期間中、ＶＯＩＰコールは、アクティブな期間中と同じ速度でデータを搬送する。このクワイエット期間中のデータの伝送は、無線リンク帯域幅を消費するが、全く便益をもたらさない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、パケット交換電話コール、例えば、ＶＯＩＰコールを制御して、無線リンクをより柔軟に管理できるようにするのが望ましいことになる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って構成される無線ネットワークおよびサービスを受けるモバイル局は、制御情報をＶＯＩＰデータグラムの中に含めることによってＶＯＩＰ電話コールを効率的に管理する。制御情報には、ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのデータレートの指示、ＶＯＩＰペイロードの品質、後続のＶＯＩＰデータグラムに関して要求されるデータレート、およびＶＯＩＰペイロードが「サイレント」であるＶＯＩＰペイロードを含むかどうかが含まれる。特定のデータグラム要件と競合するのを回避するため、制御情報は、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダとＶＯＩＰペイロードの間のＶＯＩＰデータグラムの中に挿入される。様々なアプリケーション層データグラム、例えば、リアルタイム転送プロトコル、リアルタイム転送制御プロトコル等を変更して、この制御情報を搬送することができる。１つの特定の実施形態では、制御情報は、８ビットの情報を含み、ＶＯＩＰペイロード・オクテット１ないしＮに先行するオクテット０を形成する。
【００１２】
ＶＯＩＰデータグラム制御情報は、無線ネットワークの無線リンクを介してＶＯＩＰ電話を提供するとき、相当な利点を提供する。ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すことにより、サービスを提供する適応マルチレート（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｕｌｔｉｒａｔｅ）（ＡＭＲ）コーダ／デコーダ（ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ）が、最小限のリソース・セットを使用してＶＯＩＰペイロードを効率的に復号化することができる。符号化する動作は、相当にバッテリ寿命を消費するので、モバイル局のＡＭＲ ＣＯＤＥＣを必要なときだけに動作させるようにすることで、バッテリ寿命が長くなる。さらに、ＶＯＩＰコールから処理リソースの負担を軽減することにより、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、他の復号化／符号化機能を行うことができるようになる。
【００１３】
複数のデータレートをサポートすることにより、データレートを調整し、ＶＯＩＰコールをサポートする無線リンクの品質に見合うようにすることができる。順方向リンクを介してサービスを提供する基地局からモバイル局によって受信される各ＶＯＩＰデータグラムごとに、制御情報が、次の逆方向リンクのデータグラムのＶＯＩＰペイロードを作成する際にモバイル・リンクによって使用されるべきデータレートを含む。さらに、モバイル局によって作成され、逆方向リンクを介して基地局に伝送される各ＶＯＩＰデータグラムごとに、モバイル局は、制御情報を挿入して、自らが後続の順方向リンクのＶＯＩＰデータグラムをどれだけのデータレートで受信することを望むか（要求のデータレート）を示す。
【００１４】
従来技術の回線交換無線ネットワークでは、通話する回線交換端末が、この要求のデータレートでモバイル局のために後続の音声フレームを作成したか、または基地局が、複数のモバイル局の間で自らの可用無線帯域幅および干渉レベルを管理するために要求のデータレートを変更した。サービスを受けるモバイル局は、チャネル品質がより低いセルの周辺部に自らが移動する際、より低いデータレートでデータが送信されるのを要求することができる。ただし、サービスを提供する基地局によって測定されるモバイル局の受信信号強度のため、サービスを提供する基地局がその要求を無効にし、データレートがより高いレベルに保たれるよう指図することが可能である。さらに順方向リンクの伝送に関して、基地局は、無線リンク条件に応じてより低い（またはより高い）データレートに命令されたデータレートを無効にすることが可能である。コード・モード要求／コマンド指示子をＶＯＩＰデータグラムの制御情報の中に含めることにより、パケット交換無線音声通信に関するこの無効化機能が可能になる。
【００１５】
また、ＶＯＩＰデータグラムの制御情報は、フレームが良好なデータを含むか、または壊れたデータを含むかを示すフレーム品質指示子も含むことが可能である。様々なＶＯＩＰ標準によって、例えば、Ｈ．３２３、ＳＩＰ、ＲＴＰ等によってＶＯＩＰデータグラムに必要とされる速度のため、ＶＯＩＰデータグラムは、標準化された速度で提供されなければならない。ただし、ＶＯＩＰコールを提供する無線リンクの性質のため、ＶＯＩＰペイロードが壊れている可能性がある。したがって、本発明によれば、制御情報は、サービスを提供する物理／ｍａｃ／リンク／ネットワーク／トランスポート／アプリケーション層によって設定されて、ＶＯＩＰペイロードが正しく受信されなかったことを示すのが可能なフレーム品質指示子を含む。次にこの情報が、サービスを提供するアプリケーションによって訂正動作を行うのに使用される。
【００１６】
基地局からモバイル局に対する順方向リンクの伝送に関して、モバイル局によるサービスを受ける物理／ｍａｃ／リンク／ネットワーク／トランスポート／アプリケーション層が、フレームが良好であるか、または不良であるかを判定し、フレームが不良である場合、制御情報を変更して不良フレームを示す。モバイル局から基地局に対する逆方向リンクの伝送に関して、基地局が、ＶＯＩＰデータグラムが良好であるか、または不良であるかを判定し、フレームが不良である場合、基地局は、制御情報を変更して不良フレームを示す。
【００１７】
また、制御情報は、復号化されるべきサイレンス記述情報（すなわち、快適雑音）をＶＯＩＰペイロードが含むかどうかも示すことが可能である。このように、ＶＯＩＰコールに関してＴＸ＿ＴＹＰＥ機能およびＲＸ＿ＴＹＰＥ機能を提供することができる。このタイプの機能性を提供することにより、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣリソースをその他の符号化／復号化動作のため、または干渉を低減するため、あるいはバッテリ寿命を節約するために解放することができる。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照して行う本発明の以下の詳細な説明からより明白となる。
【００１９】
（頭字語）
以下の頭字語を本発明の説明に関連して使用する。
【００２０】
２Ｇ − 回線交換動作をサポートするレガシー回線交換ネットワークインフラストラクチャまたはレガシー・モバイル端末を指す。
【００２１】
３ＧＰＰ − 第３世代パートナーシップ・プロジェクト動作（および標準の動作手続き、そのような動作、およびそのような動作をサポートするシステムの関連するまとまり）
３Ｇ − パケット交換音声通信を含め、パケット交換サービスをサポートする次世代パケット交換ネットワークまたはモバイル端末を指す。
【００２２】
ＡＭＲ 適応マルチレート
ＢＳＳ 基地局システム
ＣＣＦ − コール制御機能
ＣＳＣＦ − コール状態制御機能
ＣＭＣ コーデック・モード・コマンド
ＣＭＲ コーデック・モード要求
ＤＴＸ 不連続の伝送
ＥＤＧＥ グローバル・エボリューションに関するより高いデータレート
ＥＧＩＰＲＳ 拡張された汎用パケット無線サービス
ＥＩＲ 装置識別レジスタ
ＩＦ１ インターフェース形式１
ＩＦ２ インターフェース形式２
ＩＦ３ インターフェース形式３
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク
ＧＳＮ ＧＲＰＳサポート・ノード
ＧＧＳＮ ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード
ＧＰＲＳ 汎用パケット無線サービス
ＧＳＭ モバイル通信のためのグローバル・システム
ＧＴＰ ＳＧＳＮがＭＳに関するＧＰＲＳネットワーク・アクセスを提供できるようにするトンネル制御−管理プロトコル
ＧＭＳＣ ゲートウェイ・モバイル交換センタ
ＨＬＲ ホーム・ロケーション・レジスタ
ＨＳＳ ホーム加入者サービス
ＩＰ インターネット・プロトコル
ＩＣＧＷ 着信コール・ゲートウェイ
ＩＷＭＳＣ インターワーキングＭＳＣ
ＬＳＢ 最下位ビット
ＭＡＰ モバイル・アプリケーション部分
ＭＧＣＦ メディア・ゲートウェイ制御機能
ＭＧＷ メディア・ゲートウェイ機能
ＭＭ マルチメディア
ＭＲＦ マルチメディア・リソース機能
ＭＳ モバイル局
ＭＳＢ 最上位ビット
ＭＳＣ モバイル交換センタ
ＰＳＴＮ 公衆交換電話ネットワーク
ＰＬＭＮ 公衆地上モバイルネットワーク
ＱｏＳ サービス品質
ＲＡＢ 無線アクセス・ベアラ
Ｒ−ＳＧＷ ローミング通知ゲートウェイ機能
ＲＰＥ 規則的パルス励起
ＲＴ リアルタイム
ＲＴＦＡＣＣＨ リアルタイム高速関連制御チャネル
ＲＴＰ リアルタイム・トランスポート・プロトコル
ＲＴＣＰ ＲＴＰ制御プロトコル
ＳＣＰ サービス制御ポイント
ＳＧＳＮ サービス提供ＧＰＲＳサポート・ノード
ＳＰＤ サービス提供プロファイル・データベース
ＳＩＤ サイレンス記述子
Ｔ−ＳＧＷ トランスポート通知ゲートウェイ機能
ＵＢ 未使用ビット
Ｕｍ ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局とモバイル局の間における無線リンク
ＵＭＴＳ ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＵＤＰ ユーザ・データグラム・プロトコル
ＵＴＲＡＮ ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク
ＶＬＲ ビジタ・ロケーション・レジスタ
ＷＢＣＭＤＡ 広帯域ＣＤＭＡ
本発明のよりよい理解は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を以下の図面に関連して考慮することで得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に従って構成されたセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。セルラー無線ネットワークは、無線ネットワークインフラストラクチャ１０２、基地局１０４、および基地局１０６を含む。セルラー無線ネットワークは、本発明に従ってさらに変更された業界標準、例えば、Ｈ．３２３、ＳＩＰ、ＲＴＰ等に従ってＶＯＩＰ電話をサポートする。無線ネットワークインフラストラクチャ１０２は、ゲートウェイ（Ｇ／Ｗ）１１２を介してインターネット１１４に結合する。また、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）端末１２２も、インターネット１１４に結合する。無線ネットワークインフラストラクチャ１０２は、インターワーキング機能（ＩＷＦ、またはＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ）１０８を介して公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１１０に結合する。従来の音声端末１２０は、ＰＳＴＮ１１０に結合する。
【００２４】
基地局１０４および１０６のそれぞれが、自らが複数のモバイル局（ＭＳ）、例えば、ＭＳ１１６およびＭＳ１１８との無線通信をサポートするセル／セクタのセットにサービスを提供する。ＭＳ１１６および１１８はＶＯＩＰ電話をサポートする。したがって、無線リンクが、順方向リンク構成要素と逆方向リンク構成要素をともに有しており、基地局１０４および１０６は、ＭＳ１１６、１１８によって開始されたＶＯＩＰコールか、またはＭＳ１１６および１１８に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。無線リンクは、業界標準、例えば、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、３ＧＰＰ等に従って動作し、したがって、異なる製造業者の装置間で相互運用性が存在する。
【００２５】
一例では、ＭＳ１１６とＶＯＩＰ端末１２２の間でＶＯＩＰコールがセットアップされ、提供される。したがって、この例では、ＶＯＩＰコール伝送パスには、ＭＳ１１６と基地局１０４の間の無線リンク、ならびに無線ネットワークインフラストラクチャ１０２、Ｇ／Ｗ１１２、およびインターネット１１４を含む基地局１０４とＶＯＩＰ端末１２２の間の有線リンクが含まれる。ＭＳ１１６とＶＯＩＰ端末１２２はともに、コーダ／デコーダ（ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ）を含む。本発明を例示するこの特定の例では、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣは、複数のデータレートをサポートする適応マルチレート（ＡＭＲ）ＡＭＲ ＣＯＤＥＣである。ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの機能は、アナログ音声信号をＶＯＩＰペイロードに符号化すること、およびＶＯＩＰペイロードをアナログ音声信号に復号化することである。ＭＳ１１６およびＶＯＩＰ端末１２２の追加の構成要素、例えば、スピーカおよびマイクロホンが、アナログ音声信号をユーザに提供し、またアナログ音声信号をユーザから受け取る。
【００２６】
したがって、ＭＳ１１６のユーザから受け取った音声に関して、ＭＳ１１６の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣがその音声を符号化し、ＶＯＩＰ端末１２２の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣがその音声を復号化する。さらに、ＶＯＩＰ端末１２２のユーザから受け取られた音声に関して、ＶＯＩＰ端末１２２の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、その音声を符号化し、またＭＳ１１６の内部のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、その音声を復号化する。したがって、続行中のＶＯＩＰ電話コールに関して、両方のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、そのコールをサポートするように継続的に動作する。
【００２７】
この例では、基地局１０４とＭＳ１１６の間における無線リンクの品質は、時とともに変化する。さらに、基地局に課せられる要件、例えば、サービスを受けるＭＳの数、各ＭＳの要件等も、時とともに変化する。したがって、これらの変化する要求および無線リンクの品質を補償するため、基地局１０４およびＭＳ１１６は、ＶＯＩＰコールの特性を制御する。各ＶＯＩＰデータグラムに含まれる制御情報を調整することにより、ＶＯＩＰコールが制御される仕方が示される。制御情報には、（１）ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのデータレート、（２）ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードの品質の指示、（３）サイレンス記述情報（すなわち、快適雑音）データをＶＯＩＰペイロードが含むかどうかの指示、および（４）後続のＶＯＩＰペイロードに関する要求のデータレートおよび命令されるデータレートの指示が含まれる。
【００２８】
ＶＯＩＰデータグラムのヘッダは、動作標準によって固定されているため、制御情報は、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダとＶＯＩＰペイロードの間に挿入される。説明する実施形態では、制御情報は、搬送される音声を表すのではないにも関わらず、ＶＯＩＰペイロードのオクテット０として示される。図４Ａおよび４Ｂを参照してさらに説明するとおり、制御情報は、長さ８ビットであり、将来のＶＯＩＰペイロードのデータレートを示す３つのＡＭＲ ＣＯＤＥＣモード要求（ＣＭＲ）ＡＭＲ ＣＯＤＥＣモード・コマンド（ＣＭＣ）ビット、フレーム品質指示（ＦＱＩ）ビット、および現行のＶＯＩＰペイロードのデータレートを示す３つのフレーム・タイプ指示子（ＦＴＩ）ビットを含む。ただし、他の実施形態では、ビットの数およびタイプは異なる。
【００２９】
本発明による動作では、ＭＳ１１６が、ユーザの音声を符号化し、適切に制御情報を設定し、ＶＯＩＰヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含むＶＯＩＰデータグラムを形成し、そのＶＯＩＰデータグラムを基地局１０４に伝送する。基地局１０４は、ＶＯＩＰデータグラムをＶＯＩＰ端末１２２にリレーし、ＶＯＩＰ端末１２２は、制御情報に基づいてＶＯＩＰデータグラムを復号化し、その復号化した音声をＶＯＩＰ端末１２２のユーザに提供する。この動作は、逆方向では、ＶＯＩＰ端末１２２がＶＯＩＰデータグラムを作成し、そのＶＯＩＰデータグラムをＭＳ１１６に送信して行われる。また、これらの動作は、ＶＯＩＰ電話をサポートする任意の２つの端末に関して、例えば、ＭＳ１１６および電話機１２０に関して、ＭＳ１１６およびＭＳ１１８に関しても、本発明に従って行われる。
【００３０】
本発明による別の動作では、基地局１１６が、ＶＯＩＰデータグラムの中の制御情報を変更して、無線リンク条件を補償し、他の自らの動作要件を満たすようにする。例えば、ＶＯＩＰデータグラムが、無線逆方向リンク品質のためにＭＳ１１６から適切に受信されない場合、基地局１０４は、制御情報を変更してＶＯＩＰペイロードが壊れていることを示す。次に、ＶＯＩＰ端末１２２が、そのＶＯＩＰデータグラムを受信したとき、例えば、前に復号化したＶＯＩＰペイロードをユーザに提供して、速度フレーム置換を行う。
【００３１】
この動作は、ＭＳ１１６が、自らの受信した壊れたＶＯＩＰデータグラムに関して行うことも可能である。ＶＯＩＰデータグラムを受信すると、そのＶＯＩＰデータグラムを復号化のために自らのＡＭＲ ＣＯＤＥＣに渡すのに先立って、ＭＳ１１６は、制御情報を変更してＶＯＩＰデータグラムが壊れていることを示す。次に、ＭＳ １１６のＡＭＲ ＣＯＤＥＣが、音声フレーム置換動作を行って壊れたＶＯＩＰペイロードを補償する。これは、音声品質を向上させるだけでなく、不必要な復号化動作をなくすことにより、バッテリ寿命を節約する。
【００３２】
本発明による別の動作では、ＭＳ１１６によって要求されたデータレートが、基地局１０４によって変更されて、基地局１０４に課せられた他の要件を補償する。例えば、ＭＳ１１６が、基地局１０４によるサービスを受けるセルの周辺部に移動した際、ＭＳ１１６のチャネル品質が低下する。チャネル品質のこの低下を補償するため、ＭＳ１１６は、ＶＯＩＰデータグラムの中で、ＶＯＩＰ端末１２２がＭＳ１１６に伝送する次のＶＯＩＰデータグラムの中のＶＯＩＰペイロードのデータレートを低減するように要求する。しかし、本発明による動作では、基地局１０４が、そのデータレートが現行の条件と不整合であることを判定し、この要求のデータレートを変更して、その伝送によって消費される帯域幅を減少させる、すなわち、要求のデータレートを増加させる。
【００３３】
順方向リンクを介して基地局１０４からＭＳ１１６に伝送されるＶＯＩＰデータグラムに関して同様の動作が行われる。基地局１０４が、ＶＯＩＰ端末１２２から伝送され、ＭＳ１１６に向けられたＶＯＩＰデータグラムを代行受信する。基地局１０４は、ＶＯＩＰ端末１２２によって要求されたデータレートを考慮し、逆方向無線リンクがそのデータレートをサポートするかどうか、かつ／または現行のシステムがこのデータレートと整合するかどうかを判定する。そのデータレートがサポートされ、かつ／または整合する場合、基地局１０４は、要求された／命令されたデータレートを変更しない。しかし、条件が求める場合、基地局１０４は、要求された／命令されたデータレートを現行の無線システム条件と整合するデータレートに変更する。例えば、隣接するセル／セクタ内の無線ロードが高い場合、基地局１０４は、より低い速度でＶＯＩＰペイロードを符号化して（これにより、チャネル符号化／誤り保護を高め）、高い干渉条件に対してリンクをより堅固にするよう、ＭＳ１１６に命令することができる。
【００３４】
図２は、本発明に従ってＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作が制御されるセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。セルラー無線ネットワークは、無線ネットワークインフラストラクチャ２０２、ならびに基地局２０４および２０６を含む。無線ネットワークインフラストラクチャ２０２は、ＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ２１６を介してインターネット２１６に結合する。また、ＶＯＩＰ端末２１８もインターネット２１６に結合し、ＶＯＩＰ端末は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）上で具体化される。無線ネットワークインフラストラクチャ２０２が、ＩＷＦ２０８を介してＰＳＴＮ２１０に結合する。従来の音声端末２１２が、ＰＳＴＮ２１０に結合する。
【００３５】
基地局２０４および２０６のそれぞれは、ＶＯＩＰ電話をサポートする複数のモバイル局（ＭＳ）、例えば、ＭＳ２２０およびＭＳ２２２との無線通信を自らがサポートするセル／セクタのセットにサービスを提供する。したがって、順方向リンク構成要素と逆方向リンク構成要素をともに有する無線リンクを介して、基地局２０４が、ＭＳ２２０によって開始されたＶＯＩＰコール、またはＭＳ２２０に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。さらに、基地局２０６が、ＭＳ２２２によって開始されたＶＯＩＰコール、またはＭＳ２２２に終端するＶＯＩＰコールをサポートする。
【００３６】
ＶＯＩＰ電話をサポートする各端末装置、例えば、ＭＳ２２０、ＭＳ２２２、ＶＯＩＰ Ｇ／Ｗ２０８、およびＶＯＩＰ端末２１８は、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣも含む。各ＡＭＲ ＣＯＤＥＣは、ＶＯＩＰペイロードとＶＯＩＰペイロードに含まれる音声情報の間で変換を行う際、制御情報に応答する。さらに、ＶＯＩＰ端末は、ＶＯＩＰペイロードを作成する際に行われたＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作に関連して制御情報を設定する。
【００３７】
示すとおり、各ＶＯＩＰデータグラムは、ＶＯＩＰデータグラム・ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含む。ＶＯＩＰデータグラムは、本発明に従って変更された様々な標準化された形式と、例えば、ＲＴＰ、ＲＴＣＰ、ＩＰ等と整合性を有することが可能である。これらの形式は、図６Ａ、６Ｂ、および７を参照してさらに説明する。
【００３８】
図３は、本発明に従ってＶＯＩＰ電話がサポートされる次世代（３Ｇパケット交換）セルラー無線通信システムの一部分を示すシステム図である。図３のシステムは、いくつかのケースでは、従来の２Ｇ標準に取って代る次世代（３Ｇ）標準に従って動作する。一般的に言って、次世代３Ｇ標準は、完全にパケット交換式のシステムに対するものである。従来の２Ｇシステムは、パケット交換動作と回線交換動作の組み合わせをサポートするが、３Ｇインフラストラクチャは、完全にパケット交換式である。２Ｇシステムの一般的説明に関しては、フランス国、ＶａｌｂｏｎｎｅのＥＴＳＩによって刊行されているＧＳＭ標準ドキュメントを参照されたい。詳細には、ドキュメントＥＴＳＩ ＥＮ ３０１ ３４４ Ｖ７．４．０（２０００年３月）では、レガシー２Ｇ無線通信システムにおける従来技術の動作が説明されている。３Ｇの動作は、本出願の時点で完全には開発されていなかった。
【００３９】
図３のシステムは、モバイル端末３４２および３４６に対する無線通信サポートを提供する。無線通信を提供する際、システムは、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）および／またはＧＳＭ公衆地上モバイルネットワーク（組み合わせＰＳＴＮ／ＰＬＭＮにおけるＰＬＭＮ）３０２、マルチメディアＩＰネットワーク３０４、アプリケーション−サービスネットワーク３０６、およびレガシー・モバイル通知ネットワーク３０８を含む複数の結合されたネットワークからの、またそれらのネットワークに対する制御信号および通信を経路指定することができる。アプリケーション−サービスネットワーク３０６を含め、図３の構成要素のいくつかは、２度示されている。各要素の相互結合の混乱を最小限に抑えるためにそうしている。ある構成要素が、図３で２度示されている場合、その要素の名前は、アプリケーション−サービスネットワーク３０６のように「＊）」で終わっている。アプリケーション−サービスネットワーク３０６は、少なくとも１つのサービス制御ポイント（ＳＣＰ）３３４を含む。図３に示す接続の中で、実線は、トラフィック・パスを表し、一方、点線は、通知パスを表している。
【００４０】
コール状態制御機能（ＣＳＣＦ）３１０Ａおよび３１０Ｂは、２つの構成要素、サービス提供ＣＳＣＦおよび問い合わせＣＳＣＦから成る。問い合わせＣＳＣＦは、モバイル端末に終端するコールをどのように経路指定するかを決定する際に使用される。モバイル端末に終端する通信の場合、通常、サービス提供ＣＳＣＦ機能と問い合わせＣＳＣＦ機能がともに関与している。モバイル端末から開始される通信の場合、問い合わせＣＳＣＦ機能は必要ない。単一のネットワーク・インフラストラクチャ要素の中でサービス提供ＣＳＣＦと問い合わせＣＳＣＦ機能をともに提供することができる。
【００４１】
ＣＳＣＦ３１０Ｂは、着信コール・ゲートウェイ（ＩＣＧＷ）機能、コール制御機能（ＣＣＦ）、サービス提供プロファイル・データベース（ＳＰＤ）機能、およびアドレス処理機能を提供する。ＩＣＧＷ機能を提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、システムに対する第１のエントリ・ポイントとして作用し、着信コールの経路指定を行う。ＩＣＧＷ機能を行う際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、着信コール・トリガー動作、例えば、コール・スクリーニング、コール転送等を行う。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、他のシステム構成要素と対話して、クエリ・アドレス処理動作も行う。これらの動作のいくつかでは、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ＨＳＳ３１２と通信する。
【００４２】
ＣＣＦを提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、コール・セットアップ、コール終了、および状態／イベント管理を提供する。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、マルチパーティ・サービスおよびその他のサービスをサポートするため、ＭＲＦ３２２と対話する。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、料金請求、監査、代行受信、および他のコール・イベントの目的でコール・イベントを報告する。また、ＣＣＦを行う際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、アプリケーション・レベル登録要求を受信して処理し、様々な他の機能も行う。
【００４３】
ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ＳＰＤを維持し、管理する。サービスを受ける加入者に関して、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、加入者のホーム・ドメインのＨＳＳ３１２と対話し、完全ＩＰのネットワークユーザのプロファイル情報を受け取る。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、プロファイル情報のいくらかをＳＰＤの中に記憶する。システムのアクセス時に、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、加入者のホーム・ドメインに初期アクセスを通知する。ＣＳＣＦ３１０Ｂは、アクセス関連情報、例えば、加入者に連絡を取ることができる端末ＩＰアドレス等をキャッシュすることができる。
【００４４】
アドレス処理機能を提供する際、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、必要な場合、アドレス可搬性の分析、変換、変更を行い、エイリアス・アドレスのマッピングを行う。また、ＣＳＣＦ３１０Ｂは、ネットワーク間経路指定のための一時的アドレス処理を行うこともできる。
【００４５】
ホーム加入者サービス（ＨＳＳ）３１２は、所与の加入者に関するマスタ・データベースである。ＨＳＳ３１２は、コール／セッションを扱うネットワーク・エンティティをサポートする加入関連情報を含むエンティティである。例として、ＨＳＳ３１２は、認証、許可、命名／アドレス解決、ロケーション依存性等を解決することによって経路指定／ローミング手続きを完了するため、コール制御サーバに対するサポートを提供することが可能である。
【００４６】
ＨＳＳ３１２は、以下の加入者関連情報を記憶して、管理することを担う。（１）加入者の識別情報、番号情報、およびアドレス指定情報、（２）ユーザ・セキュリティ情報、例えば、認証および許可のためのネットワーク・アクセス制御情報、（３）システム間レベルにおけるユーザ・ロケーション情報（ＨＳＳ３１２が、ユーザ登録を扱い、システム間ロケーション情報を記憶するなど）、および（４）加入者プロファイル、例えば、サポートされるサービス、サービス固有情報等。また、この加入者情報に基づき、ＨＳＳ３１２は、異なる制御システムのコール制御エンティティおよび短メッセージ・エンティティをサポートすること、例えば、システム・オペレータによって提供される回線交換ドメイン制御、パケット交換ドメイン制御、ＩＰマルチメディア制御等をサポートすることも担う。
【００４７】
ＨＳＳ３１２は、不均質な情報を含めることが可能であり、コア・ネットワークにおけるより高い機能をアプリケーションおよびサービス・ドメインに提供することを可能にすると同時に、システムの不均質性を隠す。ＨＳＳ３１２は、以下の機能から構成される。（１）ＩＭ ＣＮサブシステムによって必要とされるユーザ制御機能、（２）パケット交換ドメインに必要とされる従来技術世代のホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）機能のサブセット、および（３）回線交換ドメインに加入者がアクセスするのを可能にする、またはレガシーＧＳＭ／ＵＭＴＳ回線交換ドメインにローミングするのをサポートすることが所望される場合、従来技術世代のＨＬＲの回線交換部分。
【００４８】
通常の動作において、ＨＳＳ３１２は、（１）管理アプリケーション・プロトコル（ＭＡＰ）終了、（２）アドレス指定プロトコル終了、（３）認証、許可プロトコル終了、および（４）ＩＰマルチメディア（ＭＭ）制御終了を行う。ＭＡＰ終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、ユーザ・ロケーション管理手続き、ユーザ認証管理手続き、加入者プロファイル管理手続き、コール処理サポート手続き（経路指定情報処理）、およびＳＳ関連手続きを行うことにより、ＭＡＰ規格で説明されるＭＡＰプロトコルを終了する。
【００４９】
アドレス・プロトコル終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従ってプロトコルを終了してアドレス指定を解決する。この目標を達する際、ＨＳＳ３１２は、加入者名／番号／アドレス解決に関する手続きを行う。認証および許可プロトコル終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従って認証プロトコルおよび許可プロトコルを終了する。そのような動作の例として、ＨＳＳ３１２は、ＩＰベースのマルチメディア・サービスに関して加入者の認証および許可手続きを行う。最後に、ＩＰ ＭＭ制御終了を行う際、ＨＳＳ３１２は、適切な標準に従ってＩＰベースのＭＭコール制御プロトコルを終了する。例えば、この動作を実行する際、ＨＳＳ３１２は、ＩＰベースのマルチメディア・サービスに関するユーザ・ロケーション管理手続きを行い、ＩＰベースのマルチメディア・コール処理サポート手続きを行う。
【００５０】
トランスポート通知ゲートウェイ機能（Ｔ−ＳＧＷ）３１４は、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ終端点である。動作時に、Ｔ−ＳＧＷ３１４は、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２に対する／からのコール関連通知をＩＰベアラ・チャネル上にマップし、ＭＧＣＦ３１８に対する／からの通知をリレーする。この機能に加えて、Ｔ−ＳＧＷ３１４は、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２とＩＰプロトコルの間でトランスポート・レベル・マッピングを行う。
【００５１】
ローミング通知ゲートウェイ機能（Ｒ−ＳＧＷ）３１６は、回線交換ネットワークとＧＰＲＳドメインネットワークの間、および３Ｇ ＵＭＴＳテレサービス・ドメインとＵＭＴＳ ＧＰＲＳドメインの間のローミングだけに関連する。ローミングの間の適切な動作を確実にするため、Ｒ−ＳＧＷ３１６は、レガシーＳＳ７ベースの通知トランスポートとＩＰベースの通知トランスポートの間においてトランスポート・レベルで通知変換を行う。Ｒ−ＳＧＷ３１６は、ＭＡＰ／ＣＡＰメッセージを解釈しないが、基礎にあるＳＣＣＰ層を解釈して、通知の適切な経路指定を確実にしなければならない可能性がある。２Ｇモバイル端末をサポートするため、Ｒ−ＳＧＷ３１６は、ＭＡＰ＿ＥおよびＭＡＰ＿ＧのＳＳ７ベースの通知トランスポートとＩＰベースの通知トランスポートの間でインターワーキング機能を行う。
【００５２】
メディア・ゲートウェイ制御機能（ＭＧＣＦ）３１８は、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ終端点であり、その動作は、既存の／現行の業界プロトコル／インターフェースとの整合性を有する。その機能を行う際、ＭＧＣＦ３１８は、ＭＧＷにおけるメディア・チャネルに関する接続制御に関係するコール状態の部分を制御する。
【００５３】
メディア・ゲートウェイ機能（ＭＧＷ）３２０Ａおよび３２０Ｂは、ネットワーク・インフラストラクチャに関するＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２トランスポート終端点である。ＭＧＷ３２０Ａおよび３２０Ｂによって提供される機能は、相互運用性のために必要とされる既存の／現行の業界プロトコル／インターフェースと整合性を有する。ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂは、ＰＳＴＮ／ＰＬＭＮ３０２からのベアラ・チャネルを終端させることができる。また、ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂは、異なる回線交換サービスのサポートのためにメディア変換、ベアラ制御、およびペイロード処理（例えば、ＡＭＲ ＣＯＤＥＣ、エコー・キャンセラ、カンファレンス・ブリッジ等）をサポートすることも可能である。ＭＧＷ３２０Ａまたは３２０Ｂが、ＭＳＣサーバ３２４と同じ場所に配置されている必要も、ＭＧＷ３２０Ｂのリソースが任意の特定のＭＳＣサーバ３２４と関連している必要もない。本発明に従って構成されたシステムでは、任意のＭＳＣサーバが、例えば、３２４が、任意のＭＧＷから、例えば、３２０Ａまたは３２０Ｂからリソースを要求することが可能である。示すとおり、ＭＧＷ３２０Ｂは、本発明に従って制御される高性能マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣを含む。
【００５４】
マルチメディア・リソース機能（ＭＲＦ）３２２は、Ｈ．３２３ネットワークにおけるマルチポイント制御ユニット（ＭＣＵ）の機能と同様に、マルチパーティ・コール機能およびマルチメディア・カンファレンス機能を行う。ＭＲＦ３２２は、マルチパーティ／マルチメディア・カンファレンスを提供する際にベアラ制御（ＧＧＳＮ３３０およびＭＧＷ３２０Ａ、３２０Ｂを使用して）を担う。そのようなサービスでは、ＭＲＦ３２２が、マルチパーティ／マルチメディア・カンファレンス・セッション確認のためにＣＳＣＦ３１０Ａまたは３１０Ｂと通信することができる。
【００５５】
ＭＳＣサーバ３２４およびゲートウェイＭＳＣ（ＧＭＳＣ）サーバ３２６は、本発明のシステムをレガシー２Ｇ ＧＳＭネットワークにリンクするハイブリッド要素である。ＭＳＣサーバ３２４は、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ ＭＳＣのコール制御部分および移動性制御部分を行う。ＭＳＣサーバ３２４は、モバイル端末によって開始された回線交換ドメイン・コールおよびモバイル端末に終端する回線交換ドメイン・コールの制御を担う。ＭＳＣサーバ３２４は、ユーザネットワーク通知を終了させ、通知を関係のあるネットワーク間の通知に変換する。また、ＭＳＣサーバ３２４は、加入者のサービス・データを保持するＶＬＲも含む。また、ＭＳＣサーバ３２４は、ＭＧＷ３２０Ａ／１２０Ｂにおけるメディア・チャネルに関する接続制御に関係するコール状態の部分も制御する。ＧＭＳＣサーバ３２６は、ＧＭＳ／ＵＭＴＳ ＧＭＳＣのコール制御および移動性制御部分を行う。
【００５６】
２つのＧＰＲＳサービス・ノード（ＧＳＮ）、サービス提供ＧＳＮ（ＳＧＳＮ）３２８およびゲートウェイＧＳＮ（ＧＧＳＮ）３３０を図３に示している。ＧＰＲＳを３Ｇアーキテクチャに組み込むため、ＧＰＲＳサポート・ノードが導入されている。ＧＳＮは、モバイル端末３４２および３４６とマルチメディアＩＰネットワーク３０４との間におけるデータ・パケットの送付および経路指定を担う。ＳＧＳＮ３２８は、自らのサービス区域内のモバイル端末３４６および３４２からの、またモバイル端末３４６および３４２に対するデータ・パケットの送付を担う。ＳＧＳＮ３２８のタスクには、パケットの経路指定および転送、移動性管理（接続／接続解除管理およびロケーション管理）、論理リンク管理、ならびに認証機能および課金機能が含まれる。ＳＧＳＮ３２８のロケーション・レジスタは、そのＳＧＳＮ３２８に登録されているすべてのＧＰＲＳユーザのロケーション情報（例えば、現行のセル、現行のＶＬＲ）およびユーザ・プロファイル（例えば、ＩＭＳＩ、パケット・データネットワークにおいて使用されるアドレス）を記憶する。さらに、ＳＧＳＮ３２８は、接続されたモバイル端末に関係する情報を記憶する装置識別レジスタ（ＥＩＲ）３３２とインターフェースを取る。
【００５７】
ＧＧＳＮ３３０は、ＧＰＲＳバックボーン・ネットワークとマルチメディアＩＰネットワーク３０４の間のインターフェースとして作用する。ＧＧＳＮ３３０は、ＳＧＳＮ３２８から来るＧＰＲＳパケットを適切なパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）形式（例えば、ＩＰまたはＸ．２５）に変換して、マルチメディアＩＰネットワーク３０４を介して送信する。反対方向では、着信データ・パケットのＰＤＰアドレスが、ＧＧＳＮ３３０によって変換されて、宛先ユーザのＧＳＭアドレスにアドレス変更される。アドレス変更されたパケットは、サービス提供を担うＳＧＳＮ３２８に送信される。この目的で、ＧＧＳＮ３３０は、ユーザの現行のＳＧＳＮ３２８アドレス、およびユーザのプロファイルを自らのロケーション・レジスタの中に記憶する。また、ＧＧＳＮ３３０は、認証機能および課金機能も行う。
【００５８】
一般に、ＳＧＳＮとＧＧＳＮの間に多対多の関係が存在する。この関係において、ＧＧＳＮ３３０は、いくつかのＳＧＳＮに関するマルチメディアＩＰネットワーク３０４に対するインターフェースである。さらに、ＳＧＳＮ３２８は、異なるＧＧＳＮを介して自らのパケットを異なるパケット・データネットワークに到達するように経路指定することができる。説明を簡単にするため、図３は、単一のＳＧＳＮ３２８および単一のＧＧＳＮ３３０だけを含んでいる。
【００５９】
ＧＳＭ／ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ）基地局３３８およびＵＭＴＳ地上無線アクセス（ＵＴＲＡＮ）基地局３４０が一緒に、レガシー２Ｇモバイル端末３４６と３Ｇモバイル端末３４２の両方に関する無線通信をサポートする。ＵＴＲＡＮ基地局３４０は、レガシー・モバイル端末３４６とのレガシー（２Ｇ）ＵＭＴＳ無線通信をサポートし、一方、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局３３８は、３Ｇモバイル端末３４２との無線通信をサポートする。３Ｇモバイル端末３４２は、ＶＯＩＰ電話をサポートし、本発明に従って制御される適応マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣを含む。３Ｇモバイル端末３４２は、自らが無線通信サービスを提供する端末装置３４４に対して無線通信サポートを提供することができる。レガシー（２Ｇ）モバイル端末３４６は、自らが無線通信サービスを提供する端末装置３４８に結合する。レガシーモバイル端末３４６は、２Ｇ標準に従って動作するが、図３の３Ｇシステムとインターフェースを取る。図３の３Ｇシステム内の動作は、レガシーモバイル端末３４６をサポートする。
【００６０】
図４は、本発明によるＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。示すとおり、ＶＯＩＰデータグラムは、データグラム・ヘッダ４０２、制御情報４０４、およびＶＯＩＰペイロード４０６を含む。図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃを参照してさらに説明するとおり、データグラム・ヘッダ４０２およびＶＯＩＰペイロード４０６は、使用するＩＳＯプロトコル標準に応じて異なる。さらに、制御情報４０４は、アプリケーションごとに異なることがある。制御情報の特定の実施形態を図４Ｂを参照して説明する。
【００６１】
図４Ｂは、本発明によるＶＯＩＰデータグラムの制御情報オクテットの構造を示すブロック図である。この制御情報は、３ビットのＣＭＲ／ＣＭＣ４５２、単一ビットのＦＱＩ４５４、および４ビットのＦＴＩ４５６を含む。ＴＸ＿ＴＹＰＥおよびＲＸ＿ＴＹＰＥの音声機能（すなわち、ＳＩＤ）、不連続伝送（ＤＴＸ）機能、ならびにＵｍ（ＧＥＲＡＮ）／Ｕｕ（ＵＴＲＡＮ）（基地局−モバイル局間無線リンク）とＩｕ−ｐｓ（基地局とＳＧＳＮの間のインターフェース）の両方において速度適合をサポートするため、制御情報に関する音声フレームおよびＳＩＤフレームの形式が、フレーム・タイプ・インデックス（ＦＴＩ）、フレーム品質指示子（ＦＱＩ）、およびコマンド・モード要求／コマンド・モード・コマンド構成要素を含む。
【００６２】
図５は、本発明の動作によって影響を受けるＩＳＯプロトコル・スタック構成要素を示すブロック図である。示すとおり、ＭＳ上に常駐するＩＳＯプロトコル・スタックは、層１（ＰＨＹ層）、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）層、無線リンク制御（ＲＬＣ）層、ＰＤＣＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、ＲＴＰ／ＲＴＣＰ層、およびＲＴＰ／ＲＴＣＰより上に乗ったＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣアプリケーションを含む。このプロトコル・スタックは、Ｕｍ／Ｕｕインターフェース（無線リンク）を介してＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局とインターフェースを取る。
【００６３】
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局の上に常駐してＵｍ／Ｕｕインターフェースにサービスを提供するのが、Ｕｍリンクを介してＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局をＭＳにインターフェースする層１、ＭＡＣ層、ＲＬＣ層、ＰＤＣＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、およびＲＴＰ層である。リレー機能が、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局と３Ｇ−ＳＧＳＮの間のＩｕ−ｕｐ有線インターフェースにサービスを提供するのに使用されるプロトコル・スタックにこの情報をリレーする。このプロトコル・スタックは、層１、層２、ＵＤＰ／ＩＰ層、ＧＴＰ層、ＩＰ層、ＵＤＰ層、およびＲＴＰ層を含む。ＧＴＰは、ＳＧＳＮがＭＳに関するＧＰＲＳネットワーク・アクセスを提供できるようにするトンネル制御−管理プロトコルである。
【００６４】
示すとおり、本発明に従って制御情報を変更するのにＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ層とＲＴＰ／ＲＴＣＰの間で対話が必要とされる。ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局に関して、基地局は、アップリンク上またはダウンリンク上で制御情報を変更することができる。ダウンリンク上で、基地局は、ＶＯＩＰデータグラムの中で命令されるデータレートを変更するため、ＣＭＣを変更することができる。アップリンク上で、基地局は、逆方向リンク（アップリンク）が、それぞれのＶＯＩＰペイロードが壊れることを生じさせた場合、ＦＱＩを切り替えることができる。また、ＭＳも、不安定な無線順方向リンクによってＶＯＩＰペイロードが壊れたと自らが判定した場合、ＦＱＩを変更することによってダウンリンク伝送に関して制御情報を変更することができる。また、他のネットワーク／モバイル要素も、誤り検出スキームの実装がどこで行われるか（すなわち、トランスポート層で行われるか、ネットワーク層で行われるか、またはＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ層で行われるか）に応じて、ＦＱＩビットを変更することができる。
【００６５】
次に、図４Ｂと図５をともに参照すると、制御情報を設定し、変更する仕方が説明されている。表１は、ＦＴＩ４５２、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＴＩ４５２を設定する仕方を説明している。
【００６６】
【表１】
表２は、ＦＱＩ４５４、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＱＩ４５４を設定する仕方を説明している。
【００６８】
【表２】
ＦＱＩおよびＦＴＩは、表３に示すとおり従来の回線交換通信のＴＸ＿ＴＹＰＥ機能およびＲＸ＿ＴＹＰＥ機能に関連する。
【００７０】
【表３】
表４は、ＦＴＩ４５６、ならびにＶＯＩＰコールに参加するＶＯＩＰ端末および／または基地局がＦＴＩ４５６を設定する仕方を説明している。
【００７２】
【表４】
本発明の教示は、少なくとも３つの無線アクセス・ベアラ（ＲＡＢ）、無線アクセス・ベアラ０（ＲＡＢ０）、無線アクセス・ベアラ１（ＲＡＢ１）、および無線アクセス・ベアラ２（ＲＡＢ２）に適用される。ＲＡＢ０は、音声最適化されたＲＡＢである。ＲＡＢ０に関して、ダウンリンク上でＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮにおいてＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダが除去され、またアップリンク上でＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮにおいてＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダが構成される。ＲＡＢ０に関して、制御情報（すなわち、オクテット０）は、ｌｕ−ｐｓインターフェースおよびコア・ネットワーク・インターフェースにだけ必要とされる。ＲＡＢ１は、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダ圧縮を伴う音声ＲＡＢである。ＲＡＢ１に関して、制御情報は、Ｕｍ／Ｕｕ、ｌｕ−ｐｓ、およびコア・ネットワーク・インターフェースに必要とされる。ＲＡＢ２は、完全なＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰヘッダを有する音声ＲＡＢである。ＲＡＢ２に関して、制御情報は、Ｕｍ／Ｕｕ、ｌｕ−ｐｓ、およびコア・ネットワーク・インターフェースに必要とされる。
【００７４】
Ｕｍインターフェースを介して制御情報を設定するための規則
ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムの中にカプセル化されたＧＭＳ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームが、アップリンク上でＭＳによって伝送されるとき、ＦＱＩは、常に１に設定される（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）。この時点でチャネル・フェージング条件に起因する破壊が生じている可能性は全くないので、ＱｏＳのその他の指示を与える必要は全くない。
【００７５】
ダウンリンクに関して、ＭＳが、ＣＲＣ、およびＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムに関連する情報ビットに基づいてＱｏＳを判定した後、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。言い換えれば、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムが壊れた音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むことをＭＳが判定した場合、ＭＳは、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局が元々、ＦＱＩ＝１を伝送している場合、ＱｏＳの指示を提供するため、ＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００７６】
ダウンリンク上でＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムの中にカプセル化されたＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームが、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局によって伝送されるとき、ＱｏＳの何らかの指示を与えるため、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。ＱｏＳのこのＦＱＩ＝０指示は、ＣＲＣ、および、例えば、別のＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ、または特定の音声フレームまたはＳＩＤフレームに関してＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）ＵＴＲＡＮによって観察された情報ビットに基づくことになる。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００７７】
ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局によるアップリンク上の音声フレームまたはＳＩＤフレームの有効な受信に関して、ＦＱＩを１に設定しなければならない。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＦＴＩを０〜８に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＣＭＲ／ＣＭＣを０〜７に設定することができる。ただし、ダウンリンクに関して、別の基地局から音声フレームまたはＳＩＤフレームを受信するＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局は、自らのＣ／Ｉ測定に基づいてＣＭＣを変更しなければならない可能性がある。これは、ＶＯＩＰ−ＶＯＩＰ間（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局ＰＳドメイン）コールとＶＯＩＰ（ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局ＰＳドメイン）−ＶＯＩＰ間（ＵＴＲＡＮ ＰＳドメイン）コールの両方に関して、そうである。というのは、コア・ネットワーク内に（場合により、ＧＧＳＮおよびＭＧＷの付近に）配置されたトランスコーディング・プロキシを介してこれらのコールをセットアップするのに、Ｈ．３２３ゲートキーパまたはＳＩＰプロキシのどちらも必要ないからである。これはアーキテクチャの問題である。
【００７８】
ｌｕ−ｐｓインターフェースを介して制御情報を設定するための規則
ＲＡＢ０、ＲＡＢ１、およびＲＡＢ２に関してＵｍインターフェースを介して制御情報を設定するときは、以下の規則を使用する。
【００７９】
ＳＧＳＮに対する音声フレームまたはＳＩＤフレームのＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局伝送に関して、ＣＲＣ、およびＧＳＭ ＡＭＲ ＣＯＤＥＣの音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムに関連する情報ビットに基づいてＱｏＳをＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮが判定した後、ＦＱＩを１（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＧＯＯＤ、ＳＩＤ＿ＦＩＲＳＴ、ＳＩＤ＿ＵＰＤＡＴＥ、またはＮＯ＿ＤＡＴＡだけがＱｏＳ指示子として使用される）、または０（すなわち、ＳＰＥＥＣＨ＿ＢＡＤまたはＳＩＤ＿ＢＡＤだけがＱｏＳ指示子として使用される）に設定することができる。言い換えれば、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰデータグラムが壊れた音声フレームまたはＳＩＤフレームを含むことをＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮが判定した場合、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮは、ＱｏＳの指示を提供するため、ＦＱＩを切り替えなければならない（すなわち、ＦＱＩを０にリセットする）。これにより、音声フレーム置換を使用することが可能になる。
【００８０】
ＳＧＳＮからの音声フレームまたはＳＩＤフレームのＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ基地局受信に関して、ＦＱＩを１または０に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＦＴＩを０〜８または１５に設定することができる。アップリンクとダウンリンクの両方に関して、ＣＭＲ／ＣＭＣを０〜７に設定することができる。
【００８１】
図６Ａは、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたリアルタイム・プロトコル（ＲＴＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。示すとおり、ＲＴＰ ＶＯＩＰデータグラムは、本発明によるヘッダ情報６０２、制御情報６０４、およびＶＯＩＰペイロード６０６（および６０４の一部分）を含む。図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造によれば、制御情報は、ＶＯＩＰペイロードの最初の８ビットを占める。
【００８２】
図６Ｂは、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。ＵＤＰデータグラムは、ヘッダ６５２、ＲＴＰデータグラム・ヘッダ６０２（図６Ａに関連して説明した）、制御情報６５４、およびＶＯＩＰペイロード６５６を含む。図６Ｂに示す制御情報の構造は、図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造と同様／同一である。
【００８３】
図７は、ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたインターネット・プロトコル（ＩＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。ＵＤＰデータグラムは、図６Ｂに関連して説明したようにヘッダ７０２およびＵＤＰデータグラム７０４を含む。図７に示した制御情報の構造は、図４Ｂに関連して説明した制御情報の構造と同様／同一である。
【００８４】
図８は、本発明に従って構成された基地局８０２を示すブロック図である。図８は、本明細書で前述した動作を行う本発明に従って構成された基地局８０２を示すブロック図である。基地局８０２は、本発明の教示と整合性を有するように変更される、または変更されている動作プロトコル、例えば、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、３ＧＰＰ、ＧＳＭ−ＥＤＧＥ、および／または様々な３Ｇおよび４Ｇ標準をサポートする。ただし、他の実施形態では、基地局８０２は、その他の動作標準をサポートする。
【００８５】
基地局８０２は、プロセッサ８０４、ダイナミックＲＡＭ８０６、スタティックＲＡＭ８０８、フラッシュ・メモリ、ＥＰＲＯＭ８１０、およびハード・ドライブ、光ドライブ、テープ・ドライブなどの少なくとも１つのデータ記憶装置８１２を含む。これらの構成要素（周辺処理カード上または周辺処理モジュール上に含まれることが可能な）は、ローカル・バス８１７を介して相互結合し、インターフェース８１８を介して周辺バス８２０（バック・プレーンであることが可能な）に結合する。様々な周辺カードが、周辺バス８２０に結合する。これらの周辺カードは、基地局８０２を無線ネットワークインフラストラクチャ８５０に結合するネットワーク・インフラストラクチャ・インターフェース・カード８２４を含む。デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０が、それぞれ、無線周波数（ＲＦ）ユニット８３２、８３４、および８３６に結合する。デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０のそれぞれは、基地局８０２によるサービスを受けるそれぞれのセクタ、セクタ１、セクタ２、またはセクタ３に関するデジタル処理を行う。したがって、デジタル処理カード８２６、８２８、および８３０のそれぞれは、図６および図７に関連して説明した処理動作のいくつか、またはすべてを行う。ＲＦユニット８３２、８３４、および８３６は、それぞれ、アンテナ８４２、８４４、および８４６に結合し、基地局８０２とモバイル局（図９に構造を示す）の間の無線通信をサポートする。基地局８０２は、その他のカード８４０も含むことが可能である。
【００８６】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）８１６が、記憶装置８１２の中に記憶される。ＶＴＣＩ８１６は、プロセッサ８０４による実行のため、ＶＴＣＩ８１４と同様にプロセッサ８０４および／またはＤＲＡＭ８０６にダウンロードされる。図では、ＶＴＣＩ８１６は、基地局８０２に含まれる記憶装置８１２の中に常駐するが、ＶＴＣＩ８１６は、磁気媒体、光媒体、または電子媒体などの可搬媒体上にロードすることが可能である。さらに、ＶＴＣＩ８１６は、データ通信パスを介して１つのコンピュータから別のコンピュータに電子式に伝送することができる。ＶＴＣＩのこれらの実施形態はすべて、本発明の趣旨および範囲の中にある。ＶＴＣＩ８１４が実行されると、基地局８０２は、ＶＯＩＰ電話コールを管理する際の本明細書で前述した本発明による動作を行う。また、ＶＴＣＩ８１６も、デジタル処理カード８２６、８２８、８３０、および／または基地局８０２のその他の構成要素によって部分的に実行されることが可能である。さらに、示す基地局８０２の構造は、本発明の教示に従って動作させることが可能な多くの様々な基地局構造の１つに過ぎない。
【００８７】
図９は、本明細書で前述した動作を行う本発明に従って構成されたモバイル局９０２を示すブロック図である。モバイル局９０２は、本発明の教示と整合性を有するように変更される、または変更されているＣＤＭＡ動作プロトコル、例えば、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＩＳ−２０００、および／または様々な３Ｇ標準および４Ｇ標準をサポートする。ただし、他の実施形態では、モバイル局９０２は、その他の動作標準をサポートする。
【００８８】
モバイル局９０２は、ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、およびメモリ９０８を含む。ＲＦユニット９０４は、モバイル局９０２のケースの内部または外部に配置されていることが可能なアンテナ９０５に結合する。プロセッサ９０６は、本発明に従ってモバイル局９０２を動作させることができる特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）または別のタイプのプロセッサであることが可能である。メモリ９０８は、静的構成要素と動的構成要素の両方、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等を含む。いくつかの実施形態では、メモリ９０８は、プロセッサ９０６も含むＡＳＩＣ上に部分的に、または完全に含まれることが可能である。ユーザ・インターフェース９１０が、ディスプレイ、キーボード、スピーカ、マイクロホン、およびデータ・インターフェースを含み、またその他のユーザ・インターフェース構成要素も含むことが可能である。ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、メモリ９０８、およびユーザ・インターフェース９１０は、１つまたは複数の通信バス／リンクを介して結合する。また、バッテリ９１２も、ＲＦユニット９０４、プロセッサ９０６、メモリ９０８、およびユーザ・インターフェース９１０に結合して給電する。
【００８９】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）９１６が、メモリ９０８の中に記憶される。ＶＴＣＩ９１６は、ＶＴＣＩ９１４と同様に、プロセッサ９０６による実行のためにプロセッサ９０６にダウンロードされる。また、いくつかの実施形態では、ＶＴＣＩ９１６は、ＲＦユニット９０４によって部分的に実行されることが可能である。ＶＴＣＩ９１６は、製造時、無線サービス提供動作などのサービス提供動作中、またはパラメータ更新動作中にモバイル局９０２の中にプログラミングすることが可能である。示したモバイル局９０２の構造は、１つのモバイル局構造の例に過ぎない。その他の多くの様々なモバイル局構造を本発明の教示に従って動作させることが可能である。ＶＴＣＩ９１４が実行されると、モバイル局９０２は、ＶＯＩＰ電話コールを提供する際の本明細書で前述した本発明による動作を行う。
【００９０】
図１０は、本発明に従ってインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ、ＶＯＩＰゲートウェイ、またはＩＰ電話端末を提供することができるコンピュータ１０００を示すブロック図である。コンピュータ１０００は、本明細書で説明する特定の動作を行うようプログラミングされた、かつ／または別の仕方で変更された汎用コンピュータであることが可能である。ただし、本明細書で説明する動作を行うようにコンピュータ１０００を特別に構成することも可能である。コンピュータ１０００は、図１、２、および／または３に関連してそれぞれ説明したインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ機能、ＶＯＩＰゲートウェイ機能、またはＩＰ電話端末を具体化する。コンピュータ１０００は、当技術分野で公知の追加の機能も行う。
【００９１】
コンピュータ１０００は、プロセッサ１００２、メモリ１００４、ネットワーク・マネージャ・インターフェース１００６、記憶装置１００８、および周辺インターフェース１０１０を含み、これらすべてが、プロセッサ・バスを介して相互結合している。プロセッサ１００２は、ソフトウェア命令を実行してプログラミングされた機能を達成するマイクロプロセッサ、または別のタイプのプロセッサであることが可能である。メモリ１００４には、デジタル情報を記憶することができるＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、または別のタイプのメモリが含まれることが可能である。記憶装置１００８には、デジタル命令およびデジタル・データを記憶することができる磁気ディスク記憶装置、磁気テープ記憶装置、光記憶装置、または任意の別のタイプの装置が含まれることが可能である。
【００９２】
ネットワーク・マネージャ・インターフェース１００６は、ネットワーク・マネージャ・コンソール１０１６に結合する。ネットワーク・マネージャ・コンソール１０１６は、マネージャがコンピュータ１０００とインターフェースを取ることをができるようにする、キーパッド／ディスプレイであること、またはパーソナル・コンピュータなどのより複雑な装置であることが可能である。ただし、ネットワーク・マネージャは、他の技術を使用して、例えば、周辺インターフェース１０１０に結合されたカードを介して、コンピュータ１０００とインターフェースを取ることもできる。
【００９３】
周辺インターフェース１０１０は、無線ネットワークインターフェース１０１８および通知ネットワークインターフェース１０１４に結合する。トラフィックネットワークインターフェース１０１２が、コンピュータ１０００を無線トラフィックネットワーク１０２０に結合する。通知ネットワークインターフェース１０１４が、コンピュータ１０００を結合されている無線ネットワークの通知ネットワーク１０１８に結合する。
【００９４】
ＶＯＩＰ電話制御命令（ＶＴＣＩ）１０１２が、コンピュータ１０００の記憶装置１００８の中にロードされる。実行時に、ＶＴＣＩ１０１２のうち少なくともいくつかが、（ＶＴＣＩ１０１４と同様に）メモリ１００４および／またはプロセッサ１００２の中にダウンロードされる。次に、プロセッサ１００２がＶＴＣＩ１０１４を実行して、コンピュータ１０００を本発明に従って動作させる。デジタル・コンピュータのプログラミングおよび動作は、公知である。したがって、プロセッサ１００２、およびコンピュータ１０００のその他の構成要素がそれらの動作を行う仕方は、本明細書ではさらに説明しない。
【００９５】
本明細書で開示した本発明は、様々な変更形態および変形形態が可能である。したがって、図面および詳細な説明で特定の実施形態を例として示した。ただし、本明細書の図面および詳細な説明は、開示した特定の形態に本発明を限定するものではなく、反対に、本発明は、特許請求の範囲によって定義する本発明の趣旨および範囲の中に入るすべての変更形態、等価形態、および代替形態をカバーするものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。
【図２】本発明に従って適応マルチレート・コーダ／デコーダの動作が制御されるセルラー無線ネットワークの一部分を示すシステム図である。
【図３】本発明を使用して適応マルチレートＡＭＲ ＣＯＤＥＣの動作を制御する次世代（３Ｇパケット交換）セルラー無線通信システムの一部分を示すシステム図である。
【図４Ａ】制御部分を含む本発明によるＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明によるＶＯＩＰデータグラムの制御情報オクテットの構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の動作によって影響を受けるＩＳＯプロトコル・スタック構成要素を示すブロック図である。
【図６Ａ】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたリアルタイム・プロトコル（ＲＴＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図６Ｂ】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図７】ＶＯＩＰ電話コールを提供する本発明に従って構成されたインターネット・プロトコル（ＩＰ）ＶＯＩＰデータグラムの構造を示すブロック図である。
【図８】本発明に従って構成された基地局を示すブロック図である。
【図９】本発明に従って構成されたモバイル局を示すブロック図である。
【図１０】本発明に従ってインターワーキング機能、メディア・ゲートウェイ、ＶＯＩＰゲートウェイ、またはＩＰ電話端末を提供することができるコンピュータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０２ 無線ネットワークインフラストラクチャ
１０４、１０６ 基地局
１０８ インターワーキング機能
１１０ 公衆交換電話ネットワーク
１１２ ＶＯＩＰ端末
１１４ インターネット
１１６、１１８ モバイル局
１２０ 電話機
Claims (27)
- ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールをサポートするモバイル端末を動作させる方法であって、
ユーザから音声信号を受信することと、
前記音声信号を符号化するために使用するデータレートを判断することと、
前記データレートで前記音声信号を符号化してＶＯＩＰペイロードを作成することと、
ヘッダ、制御情報、および前記ＶＯＩＰペイロードを含むＶＯＩＰデータグラムを作成し、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるか壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含むことと、
逆方向無線リンクを介して前記ＶＯＩＰデータグラムを無線ネットワークの基地局に伝送することとを含む方法。 - 前記ＣＯＤＥＣモード要求は、ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードを受信するのに前記基地局が所望するデータレートを示す、請求項１に記載の方法。
- 前記フレーム品質インデックスは、前記ＶＯＩＰペイロードが良好あるとき該ＶＯＩＰペイロードが良好であることを示すように設定される、請求項１に記載の方法。
- 前記制御情報が、前記ヘッダと前記ＶＯＩＰペイロードの間で前記ＶＯＩＰデータグラムの中に配置される、請求項１に記載の方法。
- 前記制御情報が、８ビットからなる、請求項４に記載の方法。
- 前記ＣＯＤＥＣモード要求が３ビットからなり、前記フレーム品質インデックスが１ビットからなり、前記フレーム・タイプ・インデックスが４ビットからなる、請求項５に記載の方法。
- 前記データレートが前記基地局から受信されたコマンドに基づく、請求項１に記載の方法。
- 前記データレートが前記モバイル局と前記基地局の間の無線リンクの品質に基づく、請求項１に記載の方法。
- ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールをサポートする基地局を動作させる方法であって、
逆方向無線リンクを介してモバイル局からＶＯＩＰデータグラムを受信し、前記ＶＯＩＰデータグラムが、ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含み、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるか壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含み、
前記ＣＯＤＥＣモード要求が、前記モバイル局に伝送される後続のＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードに関する要求のデータレートを示すことと、
前記モバイル局に伝送される後続のＶＯＩＰデータグラムの前記ＶＯＩＰペイロードに関する異なるデータレートを判断することと、
前記ＣＯＤＥＣモード要求を変更して、前記異なるデータレートを示し、前記ＶＯＩＰデータグラムをＶＯＩＰ端末に転送することと、を含む方法。 - 前記逆方向無線リンク上でＶＯＩＰペイロードが壊れているとき、該ＶＯＩＰペイロードが壊れていることを示すよう前記フレーム品質インデックスを設定する、請求項９に記載の方法。
- 前記制御情報が前記ヘッダと前記ＶＯＩＰペイロードの間で前記ＶＯＩＰデータグラムの中に配置される、請求項９に記載の方法。
- 前記制御情報が８ビットからなり、請求項１１に記載の方法。
- 前記ＣＯＤＥＣモード要求が３ビットからなり、前記フレーム品質インデックスが１ビットを含み、前記フレーム・タイプ・インデックスが４ビットからなる、請求項１２に記載の方法。
- 前記異なるデータレートが前記モバイル局と前記基地局の間の無線リンクの品質に基づく、請求項９に記載の方法。
- 前記異なるデータレートが前記基地局の無線リンク要件に基づく、請求項９に記載の方法。
- ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話コールをサポートする基地局を動作させる方法であって、
ＶＯＩＰ端末からＶＯＩＰデータグラムを受信し、前記ＶＯＩＰデータグラムが、ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含み、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを含むかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含み、
前記ＶＯＩＰデータグラムが、順方向無線リンクを介してモバイル端末に伝送され、
前記ＣＯＤＥＣモード要求が、逆方向無線リンクを介して前記モバイル局から受信される後続のＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードに関する命令されるデータレートを示すことと、
前記後続のＶＯＩＰデータグラムの前記ＶＯＩＰペイロードに関する異なるデータレートを判断することと、
前記異なるデータレートを示すように前記ＣＯＤＥＣモード要求を変更することと、
前記順方向無線リンクを介して前記ＶＯＩＰデータグラムを前記モバイル局に転送することと、を含む方法。 - 前記制御情報が前記ヘッダと前記ＶＯＩＰペイロードの間で前記ＶＯＩＰデータグラムの中に配置される、請求項１６に記載の方法。
- 前記制御情報が８ビットからなる、請求項１７に記載の方法。
- 前記コマンド・モード要求が３ビットからなり、前記フレーム品質インデックスが１ビットからなり、前記フレーム・タイプ・インデックスが４ビットからなる、請求項１８に記載の方法。
- 前記異なるデータレートが前記モバイル局と前記基地局の間の無線リンクの品質に基づく、請求項１６に記載の方法。
- 前記異なるデータレートが前記基地局の無線リンク要件に基づく、請求項１６に記載の方法。
- ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートするモバイル局であって、基地局が
アンテナと、
前記アンテナに結合された無線周波数ユニットと、
前記無線周波数ユニットに結合された少なくとも１つのデジタル・プロセッサとを備え、該プロセッサは、ソフトウェア命令を実行して前記モバイル局に、
ユーザからの音声信号を受信させ、
前記音声信号を符号化するために使用するデータレートを判断させ、
前記データレートで前記音声信号を符号化してＶＯＩＰペイロードを作成させ、
ヘッダ、制御情報、および前記ＶＯＩＰペイロードを含むＶＯＩＰデータグラムを作成させ、該制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含んでおり、
逆方向無線リンクを介して前記ＶＯＩＰデータグラムを無線ネットワークの基地局に送信させる、モバイル局。 - ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートするモバイル局であって、基地局が、
アンテナと、
前記アンテナに結合された無線周波数ユニットと、
前記無線周波数ユニットに結合された少なくとも１つのデジタル・プロセッサとを備え、該プロセッサは、ソフトウェア命令を実行して前記モバイル局に、
無線順方向リンク上で前記基地局から順方向リンクを介してＶＯＩＰデータグラムを受信させ、ここにおいて前記ＶＯＩＰデータグラムがヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含んでおり、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含んでおり、
前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードを復号化するために使用するデータレートを判断させ、
前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードが、前記無線順方向リンクを介する前記基地局からの伝送中に壊れているかどうかを判定させ、
前記ＶＯＩＰペイロードが壊れていないとき、前記ＶＯＩＰペイロードを前記データレートで復号化して音声信号を生成し、前記音声信号をユーザに提供させ、
前記ＶＯＩＰペイロードが壊れているとき、誤り回復動作を行って別の音声信号を前記ユーザに提供させる、モバイル局。 - ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートする基地局であって、
アンテナと、
前記アンテナに結合された無線周波数ユニットと、
前記無線周波数ユニットに結合された少なくとも１つのデジタル・プロセッサとを備え、該プロセッサは、ソフトウェア命令を実行してモバイル局に、
ＶＯＩＰ端末からＶＯＩＰデータグラムを受信させ、ここにおいて、前記ＶＯＩＰデータグラムがヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含んでおり、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含んでおり、
前記ＶＯＩＰデータグラムは、順方向無線リンクを介してモバイル端末に送信され、
前記ＣＯＤＥＣモード要求は、逆方向無線リンクを介して前記モバイル局から受信される後続ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのコマンドされたデータレートを示しており、
前記後続ＶＯＩＰデータグラムの前記ＶＯＩＰペイロードの異なるデータレートを判断させ、
前記異なるデータレートを示すように前記ＣＯＤＥＣモード要求を変更させ、
前記順方向無線リンクを介して前記ＶＯＩＰデータグラムを前記モバイル局に転送させる、基地局。 - ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートする基地局であって、
アンテナと、
前記アンテナに結合された無線周波数ユニットと、
前記無線周波数ユニットに結合された少なくとも１つのデジタル・プロセッサとを備え、該プロセッサは、ソフトウェア命令を実行してモバイル局に、
ＶＯＩＰ端末からＶＯＩＰデータグラムを受信させ、ここにおいて、前記ＶＯＩＰデータグラムがヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含んでおり、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含んでおり、
前記ＶＯＩＰデータグラムは、順方向無線リンクを介してモバイル端末に送信され、
前記ＣＯＤＥＣモード要求は、逆方向無線リンクを介して前記モバイル局から受信される後続ＶＯＩＰデータグラムのＶＯＩＰペイロードのコマンドされたデータレートを示しており、
前記後続ＶＯＩＰデータグラムの前記ＶＯＩＰペイロードの異なるデータレートを判断させ、
前記異なるデータレートを示すように前記ＣＯＤＥＣモード要求を変更させ、
前記順方向無線リンクを介して前記ＶＯＩＰデータグラムを前記モバイル局に転送させる、基地局。 - モバイル局によって実行されたとき、前記モバイル局が、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートするようにさせる媒体上に記憶された複数のソフトウェア命令であって、
前記モバイル局が、無線順方向リンク上で基地局から順方向リンクを介してＶＯＩＰデータグラムを受信し、前記ＶＯＩＰデータグラムが、ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含み、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含むようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードを復号化するために使用するデータレートを判断するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードが、前記無線順方向リンクを介する前記基地局からの伝送中に壊れているかどうかを判定するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記ＶＯＩＰペイロードが壊れていないとき、前記ＶＯＩＰペイロードを前記データレートで復号化して音声信号を生成し、前記音声信号をユーザに提供するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記ＶＯＩＰペイロードが壊れているとき、誤り回復動作を行って別の音声信号を前記ユーザに提供するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、を含むソフトウェア命令。 - モバイル局によって実行されたとき、前記モバイル局が、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）電話をサポートするようにさせる媒体上に記憶された複数のソフトウェア命令であって、
前記モバイル局が、無線順方向リンク上で基地局から順方向リンクを介してＶＯＩＰデータグラムを受信し、前記ＶＯＩＰデータグラムが、ヘッダ、制御情報、およびＶＯＩＰペイロードを含み、前記制御情報が、前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートを示すＣＯＤＥＣモード要求、前記ＶＯＩＰペイロードが良好であるかまたは壊れているかっどうかを示すフレーム品質インデックス、および前記ＶＯＩＰペイロードのデータレートおよび快適雑音の存在を示すフレーム・タイプ・インデックスを含むようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードを復号化するために使用するデータレートを判断するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記制御情報から、前記ＶＯＩＰペイロードが、前記無線順方向リンクを介する前記基地局からの伝送中に壊れているかどうかを判定するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記ＶＯＩＰペイロードが壊れていないとき、前記ＶＯＩＰペイロードを前記データレートで復号化して音声信号を生成し、前記音声信号をユーザに提供するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、
前記モバイル局が、前記ＶＯＩＰペイロードが壊れているとき、誤り回復動作を行って別の音声信号を前記ユーザに提供するようにさせる前記モバイル局によって実行される１組の命令と、を含むソフトウェア命令。
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