(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）通話の音声品質を改善するための方法であって、該方法は、
−発信移動局（発信ＭＳ）から、伝達能力領域を含むセットアップを移動交換センター（ＭＳＣ）へ送信し
−ＭＳＣは、ｂ値解析の後、優先伝達能力領域がタンデム・フリー・オペレーション（ＴＦＯ）要求とコーデック型とを含むように前記伝達能力領域を修正し、
−ＭＳＣはＶｏＩＰゲートウェイに対して出力する初期アドレスメッセージ（ＩＡＭ）内のユーザーサービス情報（ＵＳＩ）領域に修正された伝達能力領域を転送し、
−該ＶｏＩＰゲートウェイはＴＦＯを利用するか否かを決定し、さらに該コーデック型を読み、返信をアドレス完了メッセージ（ＡＣＭ）に含めてＭＳＣに送り返し、
−該ＭＳＣは、基地交換センター（ＢＳＣ）にて必要とされる無線リソースをＢＳＣへ要求し、さらにＢＳＣにてＴＦＯが支援されているならば、その旨ＢＳＣからＭＳＣに通知され、該ＢＳＣはＴＦＯが利用されていないならば該発信ＭＳからの符号化された音声信号が符号変換されるＴＲＡＵを透過モードまたはバイパスモードに設定し、ＴＦＯを実現する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
該発信ＭＳにおいて音声信号がハーフレート音声コード化（ＨＲ）、フルレート音声コード化（ＦＲ）または拡張フルレート音声コード化で符号化され、
符号化された音声信号は、ＩＰネットワーク上へ直接伝送され、そこで実時間伝送プロトコル（ＲＴＰ）／ユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）パケットに組み立てられる、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、
さらに標準パラメータを用いてＣＣＩＴＴシグナリング・システム７によって実現される該符号化音声信号のエラー隠蔽をするステップを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、音声品質、特にＶｏＩＰ（ボイスオーバーＩＰ）通話の音声品質、を改善する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
これは、移動ＶｏＩＰ通話に対していかに音声品質を高めるかに対する提案である。非常に多くの音声符号化／復号化が音声パス上で実行されるとき、移動通話において音声が低下する問題はよく知られている。
【０００３】
この問題を克服するための、タンデム・フリー・オペレーション（ＴＦＯ）と呼ばれるＭＳ同士の通話に対する移動体標準がある。日本のパーソナルデジタルセルラー（ＰＤＣ）システムは、コーデックスルーと呼ばれる、帯域外移動アプリケーションパート（ＭＡＰ）信号伝達を用いている。移動体通信に関するグローバルシステム（ＧＳＭ）では、デジタルアドバンス移動電話サービス（Ｄ−ＡＭＰＳ）に対して計画されたＴＦＯが存在しないのに対して、新しい標準、ＴＳ ０４．５３、がある。
【０００４】
これらＴＦＯ標準はＭＳ同士の通話のために開発されており、ＩＰ上におけるＴＦＯの最適な方法を扱ってはいない。
【０００５】
ここで記載した解法は以下の主な利点を有する。
（１） 普通の移動体通話に比べて移動体ＶｏＩＰ通話の音声品質の改善。
（２） ＭＳ−ＩＰ−ＭＳ通話のＭＳ−ＩＰ側に局所的な影響を与えるのみである。
（３） 導入には帯域外ＣＣＩＴＴシグナリング・システム７（ＣＣＩＴＴ信号伝達システムの標準）を用い、移動交換センター（ＭＳＣ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）に与える影響は小さい。
（４） ゲートウェイが接続されているＩＰネットワークによって支援される限り、全ての現存する移動音声コーデックと共に用いられることができる。
（５） 基地局サブシステム内で送受信機の使用を回避する。
（６） ＶｏＩＰゲートウェイ内で、音声コーディングとデジタル信号処理（ＤＳＰ）を用いる必要がない。
【０００６】
（ＧＳＭ内のＴＦＯ）
ＴＦＯを用いない移動体ネットワーク内のＭＳ同士の通話の場合、音声信号は放送インターフェースの伝送のための第１移動局内で符号化され、第１の送受信機とレートアダプターユニット（ＴＲＡＵ）内でコード変換される。パルス符号変調（ＰＣＭ）サンプルは、ネットワークの固定部分内で、６４ｋｂｉｔ／ｓトラフィックリンクを用いた第２のＴＲＡＵへ伝送される。第２のＴＲＡＵは第２の放送インターフェース上のための２度めの音声信号を符号化する。接続の２つのコーデックは「中継操作」を行う。
【０００７】
この中継操作はいくつかの不利な点がある。
（１）  余分な符号化／復号化は必要以上に音声品質を低下させる。
（２）  ＴＲＡＵ間のリンクは、１６または８ｋｂ／ｓで十分であるにもかかわらず、６４ｋｂ／ｓ必要である。
（３）  ＴＲＡＵ内での無用な符号化／復号化にデジタル信号処理（ＤＳＰ）能力を割り振る必要がある。
【０００８】
ヨーロッパ電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）はＴＦＯ、ＴＳ  ０４．５３．に対する標準に関して活動している。この標準はＴＲＡＵ間の帯域内信号を定義し、ゆえにＴＦＯはＴＲＡＵに影響を与えるだけであり、現存の装置と完全に互換性がある。
【０００９】
図１にＴＦＯの原理を模式的に示した。また、以下に原理の概要を述べる。
【００１０】
ＧＳＭ内のＴＦＯは２の通話者の送受信機間の帯域内信号プロトコルとして定義される。
それは
（１）  可能なＴＦＯに対するパスのテスト。
（２）  ＴＦＯ接続の確立。
（３）  高速フォールバック処理の保証。
（４）  コーデック不適合の解決の支援。
である。標準はＴＦＯフレーム（音声）とＴＦＯメッセージの両方を定義する。ＴＦＯフレームはＴＲＡＵのみに影響を与える。
【００１１】
ハーフレート音声コーディング（ＨＲ）に対して、それぞれのＰＣＭサンプルの最小有効ビット（ＬＳＢ）を用いて要求されるバンド幅は、８ｋｂｉｔｓ／ｓであり、完全レート音声コーディング（ＦＲ）と拡張完全レート音声コーディング（ＥＦＲ）に対しては、それぞれのＰＣＭサンプルの２つのＬＳＢを用いて１６ｋｂｉｔ／ｓである。
【００１２】
音声品質は、ゲートウェイを基礎とした移動交換センター（ＭＳＣ）においては特に重要な問題である。これは移動通話を基礎としたＩＰに対して発生する多数の符号化／復号化に起因する。
【００１３】
通常の移動通話に対して、以下の２つのシナリオがある（一例としてＧＳＭの場合）。
ＭＳ  −＞  ＰＳＴＮ：    ＧＳＭ  ０６．１０  −  Ｇ．７１１
ＭＳ  −＞  ＭＳ：        ＧＳＭ  ０６．１０  −  Ｇ．７１１  −  ＧＳＭ  ０６．１０
通話レグの一部がＩＰであり、ＧＳＭ  ０６．１０がＩＰ音響コーデックとして用いられるときには、以下のようになる。
ＭＳ  −＞  ＩＰ  −＞  ＰＳＴＮ：  ＧＳＭ  ０６．１０  −  Ｇ．７１１  −  ＧＳＭ  ０６．１  −  Ｇ．７１１
ＭＳ  −＞  ＩＰ  −＞  ＭＳ：      ＧＳＭ  ０６．１０  −  Ｇ．７１１  −  ＧＳＭ  ０６．１  −  Ｇ．７１１  −  ＧＳＭ  ０６．１０
それぞれの符号化／復号化は音声品質を低下させる。ＭＳ同士の通話に対して、２つの符号化で得た品質を聞くことができる。さらにＭＳ−＞ＩＰ−＞ＭＳの場合にさらに１つの符号化を追加すると、受け入れられない程度にまで音声品質の低下を招来することが考えられる。これを回避するひとつの方法は、ＩＰコーデックとしてＧ．７１１を選ぶことである。しかし、この場合には、ＩＰを用いる主な目的のひとつであるにもかかわらず、バンド幅を削減することができない。
【００１４】
【発明の目的】
本発明の主な目的は、音声品質の低下を回避するために、符号化／復号化の処理を減少させ、最小にすることによって音声品質、特に移動ＶｏＩＰ通話の音声品質を改善することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、特にＩＰを用いるときのバンド幅を減少させることである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、この最適化に調和するために対応するゲートウェイ（ＧＷ）に適合することである。
【００１７】
【発明の要旨】
上に述べた目的は、前に述べたような方法によって達成される。本発明によれば該目的は特許請求項に記載された特徴によって特徴付けられる。
【００１８】
言い換えると、本発明は、移動ＶｏＩＰ通話において、もしＶｏＩＰゲートウェイで受け入れられたとき、
透過モード内にＴＲＡＵを置くか、ＴＲＡＵを完全に回避するかのいずれかにすることを提案する。
【００１９】
本発明のさらなる特徴と利点は、特許請求項に含まれているものだけでなく、図の内容と併せて以下の記載から理解される。
【００２０】
【発明の詳細な記載】
図１はＴＦＯの概念を示した図であり、これはすでに前項で議論した。
【００２１】
図２はＴＦＯオーバーＩＰに対する信号処理の手順に対する概念図である。これらの信号処理の手順は本発明の一般的な概念が実現されるようないくつかの実施例のひとつを示す。
【００２２】
以下に、本発明をどのように実施するかを記載した。
【００２３】
（ＴＦＯオーバーＩＰ）
本発明の基礎的な考えは、ＴＲＡＵの中では復号化しないことである。ＴＲＡＵは透過モード内に置くかまたは完全に回避するかのどちらかである。
【００２４】
ＭＳはハーフレート音声コード化（ＨＲ）、フルレート音声コード化（ＦＲ）かまたは拡張フルレート音声コード化のどちらかの音声を符号化し、音声サンプルは、実時間伝送プロトコル（ＲＴＰ）／ユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）パケット内で作られＩＰネットワーク上へ直接伝送される。ＰＣＭ上のＬＳＢビットがＨＲに対して用いられ、ＦＲとＥＦＲに対しては、２つのＬＳＢビットが用いられる。
【００２５】
ＶｏＩＰ  ＧＷはいくつかのエラー隠蔽を行なわなければならない。これはいずれにせよＶｏＩＰゲートウェイの通常の機能である。
【００２６】
好ましくは、可能なら予備の領域を使用して、これは標準パラメータを用いた、ＣＣＩＴＴシグナリング・システム７によって処理される。
【００２７】
ＤＴＡＰ／ＢＳＳＭＡＰ側では、伝達能力（bearer capability）領域が用いられ、移動交換センター（ＭＳＣ）に読まれ、ＶｏＩＰゲートウェイに宛てたＩＳＵＰ上のユーザーサービス情報（ＵＳＩ）へ投影される。伝達能力領域は通話のセットアップの間、交渉のための２つの領域を含む。もし、ＧＷが優先(preferred)伝達能力領域を支援しないならば、デフォルト領域が適用される。
【００２８】
優先領域(preferred field)は「ＴＦＯ要求」を、デフォルト領域には「ＴＦＯなし」を含むことができる。ＢＣ内の、オクテット３ａ内の２つの予備ビットを応用することができる。
【００２９】
ＶｏＩＰゲートウェイは、ＴＦＯがアクティブの時には正確なＴＲＡＵを終了させなければならないので、どのコーデックを使用するかについて最終決定をしなければならない。
【００３０】
ＴＦＯを用いた出力通話には、以下のシナリオがある。
１、ユーザーは、目的の電話番号の前にプレフィックスをダイアルすることによって、通話がＩＰネットワークを介して送信されることを望むことを表示する。
２、ｂ値解析の後、ＭＳＣはセットアップ内で伝達能力を修正する。伝達能力は２つの伝達能力領域を含み、ひとつはフォールバック領域で、ひとつは優先領域である。優先伝達能力領域は「ＴＦＯ要求」とコーデック型を含むように符号化される。
３、ＭＳＣは、ＶｏＩＰゲートウェイに対して出力するＩＡＭ内のＵＳＩ領域に修正された伝達能力領域を伝送する。ゲートウェイはＴＦＯかどうかを決定し、コーデック型を読む。返信はＡＣＭメッセージに含めてＭＳＣへ送り返される。
４、ＭＳＣはＢＳＣに対して、必要とする無線リソースを要求するために「割り当て要求」を用いる。ＴＦＯを要求する情報は、回線型、クラスマークまたはその他の領域内にコード化することができる。
５、もしＴＦＯがＢＳＣによって支援されているならば、そのことが「割り当て完了」においてＭＳＣに通知される。ＢＳＣはＴＲＡＵを透過モード又はバイパスモードに設定する。ここで選択された方法は、ローカル（ＢＳＣ）のみに関連する。
６、ＭＳＣは関連するＤＴＡＰメッセージと共に呼の確立動作を続ける。
７、ＴＦＯがＶｏＩＰゲートウェイによって承認されなければ、回線は「ＴＦＯ無し」の呼として処理される。
【００３１】
注、（１）このシナリオでは、コーデック型はＴＦＯの場合にはゲートウェイによって決定される。
（２）音声の間のＴＦＯからのフォールバックは、基本的なインプリメンテーションにおいては必要とはみなされない。
【００３２】
入ってくるＴＦＯ通話に対して、逆のシナリオが適用される。ＴＦＯがＢＳＣによってサポートされない場合、またはＭＳが入ってくるＩＰコーデックをサポートしない場合、ＶｏＩＰゲートウェイはＧ．７１１音声へフォールバックをサポートしなければならない。
【００３３】
（略語の説明）
ＡＣＭ  アドレス完全メッセージ
ＢＳＣ  基地交換センター
ＢＣ  伝達能力
ＢＳＳ  基地局サブシステム
Ｄ−ＡＭＰＳ  デジタル−アドバンス移動電話サービス
ＤＳＰ  デジタル信号処理
ＤＴＡＰ  直接伝送アプリケーションパート
ＥＴＳＩ  ヨーロッパ電話通信標準機構
ＥＦＲ  拡張完全レート音声コーディング
ＦＲ  完全レート音声コーディング
ＧＳＭ  移動通信に対するグローバルシステム
ＧＷ  ゲートウェイ
ＨＲ  ハーフレート音声コーディング
ＩＡＭ  初期アドレスメッセージ
ＩＰ  インターネットプロトコル
ＩＳＵＰ  ＩＳＤＮユーザーパート
ＬＳＢ  最小有効ビット
ＭＡＰ  移動アプリケーションパート
ＭＳ  移動局
ＭＳＣ  移動交換センター
ＰＣＭ  パルス符号変調
ＰＤＣ  パーソナルデジタルセルラー
ＰＳＴＮ  公共交換電話ネットワーク
ＲＴＰ  実時間伝送プロトコル
ＳＰＥ  音声符号化Ｅｑ
ＳＰＤ  音声復号化Ｅｑ
ＴＦＯ  タンデム・フリー・オペレーション
ＴＲＡＵ  送受信機とレートアダプターユニット
ＵＤＰ  ユーザーデータグラムプロトコル
ＵＳＩ  ユーザーサービス情報
ＶｏＩＰ  ボイスオーバーＩＰ
ＩＴＵ  （国際電話通信ユニオン、ジュネーブ、スイス）かつてのＣＣＩＴＴ（国際電話および電信に対する顧問委員会）は１８６５年に創立された国際組織であり、ジュネーブにある本部は通信の標準を設定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はタンデム・フリー・オペレーション（ＴＦＯ）の原理の概念図である。
【図２】 図２はＩＰを超えたＴＦＯに対する信号処理の順序の概念図である。
【図１】
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【図２】
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