專利名稱：用于在分組交換通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸語(yǔ)音信號(hào)的改進(jìn)的硬件、終端與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與電信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合使用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，安排該協(xié)議轉(zhuǎn)換器以用于在根據(jù)IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC 1889的RTP分組頭與根據(jù)本發(fā)明縮小的RTP分組頭之間執(zhí)行對(duì)包含語(yǔ)音樣本塊的接收分組的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的軟件裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的蜂窩網(wǎng)絡(luò)及方法。
由于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化，數(shù)據(jù)通信越來(lái)越多地依賴于分組交換連接。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，分組交換數(shù)據(jù)通信已經(jīng)變成了非實(shí)時(shí)應(yīng)用事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。在分組交換互聯(lián)網(wǎng)連接上通信的數(shù)據(jù)被組織成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，或分組，包含至多65,535字節(jié)并指明接收機(jī)地址。在接收端，接收到的數(shù)據(jù)包被以正確的順序重組以便進(jìn)一步處理。尤其是在非實(shí)時(shí)應(yīng)用中，包括計(jì)算機(jī)之間的多個(gè)數(shù)據(jù)連接，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)容量?jī)H用于傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，該技術(shù)為通信網(wǎng)絡(luò)的使用帶來(lái)了相當(dāng)可觀的好處。每個(gè)數(shù)據(jù)包有一個(gè)頭來(lái)將其導(dǎo)向正確的方向。在固定通信網(wǎng)絡(luò)中平均來(lái)講有足夠的通信容量，所以頭的大小不是問題。這樣當(dāng)前廣泛應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)中的IPv4互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議使用了一個(gè)20字節(jié)的頭，即將來(lái)臨的IPv6使用了一個(gè)40字節(jié)的頭。
到目前為止在很大程度上依賴于電路交換技術(shù)的實(shí)時(shí)語(yǔ)音與圖像連接也開始轉(zhuǎn)換為分組交換的互聯(lián)網(wǎng)類型的連接。用于所謂的VoIP(在IP上承載語(yǔ)音)的方法目前正在被開發(fā)并被標(biāo)準(zhǔn)化。然而，VoIP的本質(zhì)對(duì)分組數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端的傳輸提出了新的要求，因?yàn)榻邮斩瞬坏貌辉谀承┚_的時(shí)間點(diǎn)以正確順序處理數(shù)據(jù)包并最多被延遲以一定的最大時(shí)延，通常小于150秒。在這種情況下用于傳統(tǒng)分組交換通信的IP協(xié)議使用繁重。在傳輸?shù)拿總€(gè)數(shù)據(jù)包中很大的頭降低了數(shù)據(jù)包處理并吃掉傳輸容量。
這樣實(shí)時(shí)分組交換連接就需要更有效的傳輸方法，使數(shù)據(jù)通信在實(shí)時(shí)應(yīng)用中更加有效。Internet工程任務(wù)組(IETF)正在開發(fā)一種稱為羅伯特頭壓縮(ROHC)的壓縮方法。在ROHC方法中，只有從以前的數(shù)據(jù)包變化過(guò)來(lái)的頭信息被加入傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。然而，ROHC的定義仍然在進(jìn)行中而且顯然將花費(fèi)幾年的時(shí)間來(lái)完成，此外，它在無(wú)線連接中的應(yīng)用是有問題的，因?yàn)樗募m錯(cuò)能力有限。
它也是一種廣為人知的增強(qiáng)數(shù)據(jù)通信方法，在這種方法中數(shù)據(jù)包頭被至少部分地移去了。這種方法被提出用于第三代合作項(xiàng)目(3GPP)定義的第三代蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于無(wú)線的連接。但是這種方法的使用要求為使用該方法的連接分配分立的無(wú)線路徑，所以它更像傳統(tǒng)的電路交換連接。
實(shí)時(shí)分組交換數(shù)據(jù)傳輸是基于IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC 1889，該標(biāo)準(zhǔn)定義了在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信中使用的實(shí)時(shí)協(xié)議(RTP)。標(biāo)準(zhǔn)RTP分組的頭如表1所示。屬于語(yǔ)音或圖像流的分組在接收端必須以正確順序組織，而且這正是RTP協(xié)議的用處。如果數(shù)據(jù)包在路上丟失，但是接收到的數(shù)據(jù)包能夠在正確的時(shí)刻播放。例如，丟失的語(yǔ)音分組被語(yǔ)音編解碼器做了標(biāo)記，也就是說(shuō)其實(shí)丟失的聲音在衰減電平上被擴(kuò)展。標(biāo)準(zhǔn)RTP數(shù)據(jù)包頭如表1所示。
表1RTP協(xié)議頭0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|V＝2|P|X| CC |M| PT | 序列號(hào) |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 時(shí)間標(biāo)記|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|同步源(SSRC)標(biāo)識(shí)符 |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 可選作用源(CSRC)標(biāo)識(shí)符 ||.... |從表1可以看出，在每一個(gè)被傳送的數(shù)據(jù)包中標(biāo)準(zhǔn)的RTP協(xié)議頭長(zhǎng)度至少為12字節(jié)。尤其是當(dāng)在固定網(wǎng)絡(luò)中傳送視頻時(shí)RTP的優(yōu)勢(shì)更加明顯。根據(jù)RTP到接收機(jī)的傳輸并不需要遵循同樣的時(shí)間間隔。這一點(diǎn)可以用在視頻傳輸中，因?yàn)樵诓煌瑫r(shí)刻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量變化很大。
基于IP的分組交換通信技術(shù)也正在進(jìn)入無(wú)線通信系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，無(wú)線路徑限制了每條傳輸線路可以利用的傳輸帶寬，使之明顯窄于傳統(tǒng)有線連接的可用帶寬。RTP要求的12字節(jié)頭幾乎相當(dāng)于由自適應(yīng)多速率(AMR)語(yǔ)音編碼器產(chǎn)生的20毫秒聲音樣本塊的大小，AMR在最低比特率下樣本塊的大小是13字節(jié)。這樣就與RTP一樣保留了相當(dāng)一部分可用傳輸能力，它不能像在聲音信號(hào)無(wú)線傳輸中的運(yùn)用一樣被有效地使用。
基于VoIP技術(shù)的開發(fā)工作也已經(jīng)做了很多，其目的是將VoIP應(yīng)用于半雙工集群呼技術(shù)。在這種應(yīng)用中不能應(yīng)用ROHC方法或者將RTP頭移除，因?yàn)閷?duì)于正在使用的應(yīng)用來(lái)說(shuō)由一個(gè)獨(dú)立無(wú)線信道引起的時(shí)延是不可接受的。
本發(fā)明的目的是提供一種新的用于分組交換蜂窩網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器方案，將RTP協(xié)議頭轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)化的版本以用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)一種轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該協(xié)議轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明將以分組交換方式傳送到電信網(wǎng)絡(luò)終端的實(shí)時(shí)RTP分組頭轉(zhuǎn)換為一個(gè)簡(jiǎn)化的RTP頭。從終端來(lái)的簡(jiǎn)化RTP頭根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為符合傳統(tǒng)RTP協(xié)議的頭，用于主干網(wǎng)絡(luò)通信。
根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器的特征在于，該協(xié)議轉(zhuǎn)換器被排列來(lái)處理2或4字節(jié)的簡(jiǎn)化RTP包頭，這樣包含一個(gè)音頻信號(hào)樣本的分組可以在通信網(wǎng)絡(luò)中以一種節(jié)約通信容量的方式來(lái)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的軟件裝置的特征在于，它們包含用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)RTP協(xié)議轉(zhuǎn)換器的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)的特征在于它包含一個(gè)用于根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議處理IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC 1889 RTP包頭的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，最多包含4字節(jié)的頭，以使得包含一個(gè)音頻信號(hào)樣本的分組可以以一種節(jié)約通信容量的方式在終端與基站子系統(tǒng)之間的無(wú)線連接上傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器與終端之間的通信使用了簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議，根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的包頭包含-一個(gè)1比特長(zhǎng)的F字段-一個(gè)1比特長(zhǎng)的M字段-一個(gè)1比特長(zhǎng)的R字段-一個(gè)1比特長(zhǎng)的C字段-一個(gè)3比特長(zhǎng)的PT字段-一個(gè)8比特長(zhǎng)的SN字段
-一個(gè)16比特長(zhǎng)的CS字段本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將在所附權(quán)利要求中闡述。
本發(fā)明的基本思想如下協(xié)議轉(zhuǎn)換器被連接到無(wú)線分組交換蜂窩網(wǎng)絡(luò)或者容量受限的有線網(wǎng)絡(luò)，該協(xié)議轉(zhuǎn)換器將攜帶音頻信號(hào)并以容量受限傳輸路徑為目標(biāo)的數(shù)據(jù)包頭轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)化的RTP頭。通信網(wǎng)絡(luò)終端可以使用在音頻信號(hào)經(jīng)復(fù)制過(guò)程中接收到得的分組，因?yàn)榻K端所需要的頭和同步數(shù)據(jù)不是被傳到了終端，就是可以根據(jù)本發(fā)明從RTP包中重構(gòu)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，終端只發(fā)送根據(jù)本發(fā)明簡(jiǎn)化的RTP包，協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將其識(shí)別并轉(zhuǎn)換為用于骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)RTP包頭。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)聲音信號(hào)中的協(xié)議頭在以分組交換傳輸，在無(wú)線或容量受限網(wǎng)絡(luò)中協(xié)議頭可以被顯著地降低到2到4字節(jié)，然而在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的RTP協(xié)議中至少有12字節(jié)的頭。因而，使用根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議，無(wú)線路徑上的數(shù)據(jù)通信要比使用現(xiàn)有技術(shù)有效得多。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于仍然可以使用骨干網(wǎng)中傳統(tǒng)的RTP協(xié)議以及與之相關(guān)的硬件，而且在向無(wú)線通信鏈路發(fā)送時(shí)協(xié)議轉(zhuǎn)換只需在無(wú)線接口上進(jìn)行。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，并引用如下附圖

圖1通過(guò)舉例示出了蜂窩網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器圖2通過(guò)舉例以流程圖的方式示出了根據(jù)本發(fā)明將收到的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為另一種符合本發(fā)明協(xié)議格式的轉(zhuǎn)換過(guò)程的步驟。
圖1作為一個(gè)例子示出了符合根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14以及該轉(zhuǎn)換器使用的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的有利應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議被有利地應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線部分。但是，在擁有可用傳輸容量的骨干網(wǎng)18中仍然使用標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議。在這里和下文中標(biāo)準(zhǔn)的RTP協(xié)議指根據(jù)IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC 1889的協(xié)議。
圖1中的參考指示11表示至少部分?jǐn)?shù)據(jù)通信基于分組交換進(jìn)行的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)。例如這種網(wǎng)絡(luò)可以是GPRS網(wǎng)絡(luò)。在骨干網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議由參考指示18表示，用于與實(shí)時(shí)應(yīng)用配合。骨干網(wǎng)絡(luò)18也可以是獨(dú)立于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一部分是所謂的操作節(jié)點(diǎn)17，或服務(wù)SGSN支持節(jié)點(diǎn)，從骨干網(wǎng)絡(luò)來(lái)的包通過(guò)該節(jié)點(diǎn)被傳輸?shù)揭粋€(gè)特定的基站子系統(tǒng)(BSS)15。根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14連接在骨干網(wǎng)絡(luò)18與操作節(jié)點(diǎn)17之間。數(shù)據(jù)包從骨干網(wǎng)絡(luò)18向上傳輸?shù)絽f(xié)議轉(zhuǎn)換器14運(yùn)用的是標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議，參考指示器16。
協(xié)議轉(zhuǎn)換器14可以將標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議轉(zhuǎn)換為根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議使之被傳輸?shù)綗o(wú)線通信連接13。蜂窩網(wǎng)絡(luò)終端12可以在發(fā)送和接收功能中使用根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議。
為了在發(fā)送和接收語(yǔ)音樣本包時(shí)可以使用根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議，終端12包含了軟件裝置，用以識(shí)別使用的協(xié)議并且使用兩種RTP協(xié)議中的一種。
當(dāng)終端12發(fā)出一個(gè)使用根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的數(shù)據(jù)包時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器14從包頭識(shí)別出這個(gè)包是符合簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的。轉(zhuǎn)換器14對(duì)收到的包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換并且把包作為標(biāo)準(zhǔn)RTP包進(jìn)一步發(fā)送給骨干網(wǎng)絡(luò)18。因?yàn)楸景l(fā)明，骨干網(wǎng)絡(luò)18中不需要做任何改變，而且現(xiàn)有技術(shù)方法和協(xié)議仍然可以使用，盡管無(wú)線鏈路使用了與標(biāo)準(zhǔn)不同的根據(jù)本發(fā)明的RTP協(xié)議并且更加有效地使用了線路。
相應(yīng)地，當(dāng)從骨干網(wǎng)絡(luò)18收到一個(gè)要傳到蜂窩網(wǎng)絡(luò)11的終端12的RTP包時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器14利用RTP包的第一位來(lái)識(shí)別協(xié)議類型。如果需要，協(xié)議轉(zhuǎn)換器就將其轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)化版本。
表2描述了根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭。
表2根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|F|M|R|C|S| PT |序列號(hào) | 校驗(yàn)和(可選) |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭長(zhǎng)度最大為4字節(jié)。協(xié)議頭有利地包含了以下字段頭的第一個(gè)字段，標(biāo)識(shí)字段”F”，包含一位。在根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議里標(biāo)識(shí)字段F總是”0”。它區(qū)分開了簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議，后者開始有一個(gè)兩位的識(shí)別字段V，第一位總是”1”。因此，本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14根據(jù)包的第一位就可以知道接收的是根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP包還是標(biāo)準(zhǔn)的RTP包。
根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議下一個(gè)字段用M標(biāo)識(shí)，同樣包含一位，與標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議的唯一區(qū)別是它在頭中的位置。
下一字段R包含一位，被保留用于將來(lái)的擴(kuò)展，最好是像在RFC1889中一樣將其用作填充位。如果它被置位，數(shù)據(jù)包就在末尾包含一個(gè)或多個(gè)附加的填充八位位組，它們不屬于有效載荷。
驗(yàn)證字段C包含一位，如果為”1”，根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭就包含一個(gè)可選的獨(dú)立的校驗(yàn)和字段。
下一個(gè)字段S被用來(lái)指示所謂的同步源(SSRC)是否改變了。一旦同步源改變了，S字段的值就會(huì)改變。
接下來(lái)的三位字段PT可以代表八種不同的數(shù)據(jù)包內(nèi)容類型(有效載荷類型)。
下一個(gè)字段SN(序號(hào))包含8位，用來(lái)指示包的順序號(hào)。一旦S字段的比特值改變，SN字段的值就被重置。重置后，每一個(gè)發(fā)出的包會(huì)把SN字段的值加一。接收機(jī)可以通過(guò)SN字段以正確的順序組織接收到的包。它也能夠被用來(lái)檢測(cè)包的丟失。如果鏈路上運(yùn)用了非連續(xù)發(fā)送(DTX)，這意味著無(wú)聲的部分根本就不會(huì)被傳送，每當(dāng)距接收上一個(gè)包的時(shí)間20毫秒時(shí)(在GSM系統(tǒng)中)，接收端的SN字段值就會(huì)加一。這種延遲可以是其它參數(shù)，取決于使用的系統(tǒng)特征。這樣，用DTX傳送的聲音樣本就可以以正確的時(shí)序重現(xiàn)。
在簡(jiǎn)化RTP中SN字段的值是通過(guò)取標(biāo)準(zhǔn)RTP格式中對(duì)應(yīng)的16位SN字段低8位獲得的。另一方向的轉(zhuǎn)化通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)高位字節(jié)，即8個(gè)最高有效位是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，在每一個(gè)語(yǔ)音段(或數(shù)據(jù)流)里它被獨(dú)立產(chǎn)生，并且當(dāng)?shù)臀蛔止?jié)即八個(gè)最低有效位從255返回0時(shí)加一。
校驗(yàn)和字段CS是可選的，并且當(dāng)LLC/UDP校驗(yàn)和由于某些原因沒有使用時(shí)，CS應(yīng)該被使用。當(dāng)計(jì)算校驗(yàn)和時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)CS字段的值與校驗(yàn)和不一樣，那么有問題的包的內(nèi)容就會(huì)被拒絕。該值也可以方便地用于計(jì)算包的一部分。
上述簡(jiǎn)化RTP頭的字段只是示例性的，因此其中的任何一個(gè)都可以被省去或者改變其長(zhǎng)度而不會(huì)影響本發(fā)明的思想。
表3示出了根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的從簡(jiǎn)化版本到標(biāo)準(zhǔn)版本的協(xié)議轉(zhuǎn)換(頭轉(zhuǎn)換)，反之亦然。頭的第一位是本發(fā)明的精要，在根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議中它總是”0”(F字段，1位，值為”0”)，在標(biāo)準(zhǔn)RTP中它總是”1”(V字段，2位，值為”10”)。利用包的第一位，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器14可以識(shí)別使用的RTP。當(dāng)轉(zhuǎn)換器14還知道該包是傳向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)13還是有線網(wǎng)絡(luò)18的時(shí)候，它能夠?qū)κ盏降陌詣?dòng)執(zhí)行表3中的轉(zhuǎn)換。
表3根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換表
表3的第一列列出了根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭的各字段名稱，第二列列出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議頭的各字段名稱，第三列說(shuō)明了從簡(jiǎn)化RTP協(xié)議向標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議轉(zhuǎn)換的操作，第四列說(shuō)明了從標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議向簡(jiǎn)化RTP協(xié)議轉(zhuǎn)換的操作。第一或第二欄中的N/A表示所述字段對(duì)該協(xié)議不適用或者不存在于該協(xié)議中。
為了實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14包含可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的軟件方法。
圖2舉例示出了根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14運(yùn)行的主要步驟流程圖。使用根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14，如圖1所示，可以在無(wú)線連接13上使用簡(jiǎn)化RTP協(xié)議。協(xié)議轉(zhuǎn)換器14可以作為一個(gè)分立的設(shè)備，也可以作為蜂窩或骨干網(wǎng)絡(luò)功能單元的一部分，被放置在靠近網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線接口的地方。當(dāng)采用分組交換的通信連接時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器14被方便地用于與移動(dòng)終端12的語(yǔ)音連接。在向同一個(gè)終端12進(jìn)行圖片與視頻的分組交換傳輸時(shí)，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議可能更方便。而協(xié)議轉(zhuǎn)換器14只能從骨干網(wǎng)絡(luò)18接收標(biāo)準(zhǔn)RTP包。協(xié)議轉(zhuǎn)換可以有利地在蜂窩網(wǎng)絡(luò)11外部實(shí)現(xiàn)。能做這種轉(zhuǎn)換的第一個(gè)GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)體是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的操作節(jié)點(diǎn)17。
在圖2流程圖的第21步中，基站子系統(tǒng)15接收了一個(gè)包，該包經(jīng)過(guò)一個(gè)操作節(jié)點(diǎn)17傳給協(xié)議轉(zhuǎn)換器14。因此該協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以接收從骨干網(wǎng)絡(luò)18或者蜂窩網(wǎng)絡(luò)11來(lái)的包。在第22步收到的包頭中檢測(cè)第一位。如果返回的比特值為”0”，那么收到的就是一個(gè)符合簡(jiǎn)化RTP的包。如果該比特值是”1”，收到的就是一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)RTP的包。
第23步?jīng)Q定是否需要協(xié)議轉(zhuǎn)換。如果根據(jù)簡(jiǎn)化RTP的包是從無(wú)線路徑13接收到的，即該包必須通過(guò)骨干網(wǎng)絡(luò)18傳到接收機(jī)，就需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。同樣的，如果來(lái)自于骨干網(wǎng)絡(luò)18的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RTP包包含了一個(gè)語(yǔ)音段，而它必須使用簡(jiǎn)化RTP通過(guò)無(wú)線路徑傳到終端12以節(jié)省通信容量時(shí)，也需要協(xié)議轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明的任何方向的協(xié)議轉(zhuǎn)換都在第24步進(jìn)行。
當(dāng)從骨干網(wǎng)絡(luò)18收到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RTP包，而且該包沒有包含需要實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)，也不需要通過(guò)無(wú)線路徑13傳到移動(dòng)終端12時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換就不需要了。
在第25步該包被轉(zhuǎn)發(fā)到無(wú)線路徑13或骨干網(wǎng)絡(luò)18，其格式根據(jù)第23步中所決定的協(xié)議確定。處理于第26步結(jié)束，這里第21步收到的包或者被發(fā)送到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的終端12，或者被發(fā)送到骨干網(wǎng)絡(luò)18進(jìn)行進(jìn)一步傳送。
上面描述了根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明并不局限于上述的示例性方案。例如，根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議轉(zhuǎn)換器也可以是骨干網(wǎng)絡(luò)的某些其它結(jié)構(gòu)的一部分，而不是像圖1展示的那樣。例如它可以是骨干網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的SGSN節(jié)點(diǎn)或者服務(wù)器的一部分。同樣地，傳輸容量受限的通信連接可能不是無(wú)線鏈路，它可以是電話網(wǎng)絡(luò)中用調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)的一條線路。本發(fā)明的思想可以以很多方式在所附權(quán)利要求定義范圍內(nèi)應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.與電信網(wǎng)絡(luò)(11)相連使用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，被安排以用于將接收到的包含一個(gè)音頻樣本塊的編碼包頭進(jìn)行符合IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC1889的RTP包頭與簡(jiǎn)化RTP包頭之間的轉(zhuǎn)換，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)處理只有2或者4字節(jié)的簡(jiǎn)化RTP包頭，因此包含音頻信號(hào)樣本的數(shù)據(jù)包可以以節(jié)省通信容量的方式傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)進(jìn)行下列轉(zhuǎn)換從簡(jiǎn)化RTP協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議到簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)處理簡(jiǎn)化RTP包頭，該頭包含下列字段中的至少一項(xiàng)F字段，M字段，R字段，C字段，S字段，PT字段，SN字段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于被協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)處理的根據(jù)簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議的包頭中各字段的長(zhǎng)度為-F字段1比特-M字段1比特-R字段1比特-C字段1比特-S字段1比特-PT字段3比特-SN字段8比特
5.根據(jù)權(quán)利要求3的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)進(jìn)一步被安排來(lái)處理簡(jiǎn)化RTP包的16位長(zhǎng)的CS字段。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排使得當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)包中F字段值為”0”時(shí)，認(rèn)為所接收的分組是符合簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和6的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排以在轉(zhuǎn)換中保留M字段的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于將發(fā)送的簡(jiǎn)化RTP協(xié)議中包含語(yǔ)音樣本的前1到5個(gè)數(shù)據(jù)包的M字段的值置為”1”。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于當(dāng)數(shù)據(jù)包包含填充字段時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)設(shè)定R字段的比特為”1”。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于當(dāng)C字段的值為”1”時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)結(jié)合包頭計(jì)算對(duì)應(yīng)于CS字段中16位校驗(yàn)和的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于當(dāng)CS字段的值不能與協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)計(jì)算出來(lái)的和匹配時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)拒絕接收該數(shù)據(jù)包。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)僅為接收到的數(shù)據(jù)包的一部分計(jì)算對(duì)應(yīng)于CS字段的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求4的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于當(dāng)同步源SSRC的值與先前包不同時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排來(lái)改變S字段的比特值。
14.根據(jù)權(quán)利要求4的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)在長(zhǎng)RTP幀里用三比特代表PT字段的8個(gè)不同的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求4的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)收到的SN字段，該字段包含了最低八位有效位并且結(jié)合每個(gè)包的發(fā)送指示了包的傳送順序。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于該協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)將包含了最有效的八位并指示了數(shù)據(jù)包發(fā)送順序的SN字段設(shè)置為隨機(jī)數(shù)，并且每當(dāng)收到的簡(jiǎn)化RTP包的低位字節(jié)或最不重要的八位代表的數(shù)字達(dá)到最大值的時(shí)候?qū)⑵浼右弧?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求1的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于當(dāng)S字段的比特值改變時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用于使用目標(biāo)IP地址、目標(biāo)UDP端口和S字段的比特計(jì)算SSRC字段的值。
18.根據(jù)權(quán)利要求4的協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)(11)的一部分起作用。
19.實(shí)時(shí)分組交換通信網(wǎng)絡(luò)(11，18)的功能單元(14，17)中的一種應(yīng)用程序，其特征在于它包含了軟件裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到16的實(shí)時(shí)RTP協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)。
20.存儲(chǔ)或者傳輸介質(zhì)上用于將符合權(quán)利要求18的程序加載到計(jì)算機(jī)內(nèi)存的計(jì)算機(jī)程序，用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到16的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
21.包含骨干網(wǎng)絡(luò)(18)、固定通信連接(16)，操作節(jié)點(diǎn)(17)，基站子系統(tǒng)(15)及無(wú)線終端(12)的分組交換通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于它進(jìn)一步包含了骨干網(wǎng)絡(luò)(18)并與協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)相連，用來(lái)將根據(jù)IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC1889的RTP包頭作為根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的頭來(lái)處理，簡(jiǎn)化RTP協(xié)議頭最多包含四個(gè)字節(jié)，因此包含音頻信號(hào)樣本的包可以以節(jié)省通信容量的方式在無(wú)線終端(12)與基站子系統(tǒng)(15)之間的無(wú)線連接(13)上傳輸。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)是操作節(jié)點(diǎn)(17)的一部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)進(jìn)行下列轉(zhuǎn)換中的一項(xiàng)從簡(jiǎn)化RTP協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議到簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)被安排用來(lái)接收和發(fā)送符合簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的包頭，頭包含以下字段-一個(gè)1比特的F字段-一個(gè)1比特的M字段-一個(gè)1比特的R字段-一個(gè)1比特的C字段-一個(gè)1比特的S字段-一個(gè)3比特的PT字段-一個(gè)8比特的SN字段-一個(gè)16比特的CS字段
25.一種分組交換蜂窩網(wǎng)絡(luò)終端(12)，其特征在于它包含根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的裝置，包頭包含下列字段-一個(gè)1比特的F字段-一個(gè)1比特的M字段-一個(gè)1比特的R字段-一個(gè)1比特的C字段-一個(gè)1比特的S字段-一個(gè)3比特的PT字段-一個(gè)8比特的SN字段
26.根據(jù)權(quán)利要求24的蜂窩網(wǎng)絡(luò)終端(12)，其特征在于它包含了根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議接收和發(fā)送包的裝置，包頭進(jìn)一步包含一個(gè)16位長(zhǎng)的CS字段。
27.在通信網(wǎng)絡(luò)(11)的終端(12)與基站子系統(tǒng)(15)之間使用實(shí)時(shí)分組交換連接的方法，其中數(shù)據(jù)包在骨干網(wǎng)絡(luò)(18)中根據(jù)IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC 1889的RTP包進(jìn)行傳輸，其特征在于連接骨干網(wǎng)絡(luò)(18)到網(wǎng)絡(luò)中操作節(jié)點(diǎn)(17)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器和終端之間的通信，所述終端使用了簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議，其中包頭包含以下字段-一個(gè)1比特的F字段-一個(gè)1比特的M字段-一個(gè)1比特的R字段-一個(gè)1比特的C字段-一個(gè)1比特的S字段-一個(gè)3比特的PT字段-一個(gè)8比特的SN字段-一個(gè)16比特的CS字段
28.根據(jù)權(quán)利要求27的一種方法，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)根據(jù)接收包(21)的F字段中的比特判斷接收包是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RTP包還是簡(jiǎn)化的RTP包。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的一種方法，其特征在于當(dāng)判斷為RTP協(xié)議時(shí)，在轉(zhuǎn)換器(14)中會(huì)進(jìn)行一個(gè)測(cè)試來(lái)確定是否需要協(xié)議轉(zhuǎn)換(23)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的一種方法，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)會(huì)進(jìn)行下列協(xié)議轉(zhuǎn)換中的一種從簡(jiǎn)化RTP協(xié)議到標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從標(biāo)準(zhǔn)RTP協(xié)議到簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的一種方法，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)從終端(12)接收到的符合簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的包在被協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)傳往(25)骨干網(wǎng)絡(luò)(18)之前，被轉(zhuǎn)換為一個(gè)RFC 1889標(biāo)準(zhǔn)包。
32.根據(jù)權(quán)利要求27的一種方法，其特征在于協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)從骨干網(wǎng)絡(luò)(18)接收到的根據(jù)RFC 1889標(biāo)準(zhǔn)的RTP包在從協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)經(jīng)過(guò)一個(gè)無(wú)線連接(13)傳往(25)終端(12)之前，被轉(zhuǎn)換為一個(gè)根據(jù)簡(jiǎn)化RTP協(xié)議的包。
33.根據(jù)權(quán)利要求27的一種方法，其特征在于通信網(wǎng)絡(luò)(11)是蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器(14)與使用該轉(zhuǎn)換器的方法，使得蜂窩網(wǎng)絡(luò)(11)與終端之間的無(wú)線連接(13)采用根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)化的RTP協(xié)議，而不是RFC 1889協(xié)議，以節(jié)省語(yǔ)音連接的通信能力。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1606859SQ02825803
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者M·維姆帕里, S·許蒂亞, J·瓦爾斯特倫, P·庫(kù)雷, R·邦特姆皮 申請(qǐng)人:諾基亞有限公司