СПОСОБ СОГЛАСОВАНИЯ КОДЕКА МЕЖДУ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТЬЮ И ОПОРНОЙ СЕТЬЮ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
METHOD FOR CODEC NEGOTIATION BETWEEN WIRELESS NETWORK AND BASE NETWORK IN MOBILE CONNECTION SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к области мобильной связи и, в частности, к способу согласования кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в системе мобильной связи.
Уровень техники
В настоящее время в глобальной системе мобильной связи (Global System for Mobile Communications, GSM) интерфейс А между центром коммутации мобильной связи (Mobile Switching Centre, MSC) и контроллером базовых станций (Base Station Controller) основан на мультиплексированном канале с разделением по времени (Time Division Multiple, TDM), no которому передается кодированный голосовой сигнал с использованием импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) со скоростью 64 кбит/с. Интерфейс между мобильной станцией (Mobile Station, MS) и базовой станцией (Base Station, BS) - это интерфейс Um, по нему передается сжатый кодированный голосовой сигнал. Интерфейс между BS и BSC - это интерфейс Abis, также основанный на канале TDM, при этом по нему, как и по интрефейсу Um, передается сжатый кодированный голосовой сигнал. BSC обладает функцией блока транскодирования и адаптации скоростей (Transcoder and Rate Adaption Unit, TRAU), при этом данную функцию реализует блок транскодера (Transcoder, TC), выполняющий преобразование между сжатым голосовым кодированием интерфейса Abis и голосовым кодированием ИКМ 64 кбит/с интерфейса А.
После 4 релиза консорциума 3GPP достигнуто отделение управления от канала передачи данных между элементами сети (Network Elements, NE) опорной сети, при этом соответственно образуются два новых элемента сети: сервер центра коммутации мобильной связи (Mobile Switching Centre Server, Сервер MSC) и медиа-шлюз (Media Gateway, MGW), последний при этом сам обладает функцией TRAU. Связь между сервером MSC и MGW осуществляется по интерфейсу МС, посредством которого сервер MSC осуществляет управление MGW. С внедрением в сети связи технологии IP, при реализации интерфейса А на базе на IP-канала (А поверх IP (A over IP, AolP), традиционная сетевая архитектура GSM претерпевает соответствующие изменения; одно из которых - упразднение функции TRAU в BSC, т.е. удаление ТС из NE BSC, при этом по интерфейсу А, как и по интерфейсу Abis, по-прежнему передается сжатый кодированный голосовой сигнал, а кодирование/декодирование голоса осуществляется с задействованием функции TRAU MGW. Подобная архитектура позволяет существенно снизить требования к передающим ресурсам интерфейса А и является предпочтительной из-за снижения эксплуатационных расходов оператора. Вместе с тем, такая архитектура позволяет сократить время голосового кодирования/декодирования в существующей сети GSM, повысить качество передачи голоса и упростить осуществление функционирования без транскодера (Transcoder Free Operation, TrFO).
Несмотря на все указанные преимущества, присущие данной архитектуре, возникает проблема: по причине внедрения AolP функция ТС в BSC оказывается упраздненной и в процессе разговора используется функция ТС MGW, а следовательно, необходим способ, позволяющий провести согласование между опорной сетью и беспроводной сетью функции голосового кодека до того, как вызов установлен, чтобы, по мере возможности, исключить ситуацию, когда опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть обеспечить не способна. Если опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть не способна обеспечить, при обработке вызова шлюзу MGW необходимо включить ТС для выполнения адаптации голоса, а это значит, что ресурсы ТС будут расходоваться впустую, и установление режима TrFO для данного вызова закончится неудачей.
Сущность изобретения
Решаемой в настоящем изобретении технической задачей является обеспечение способа согласования кодека (кодирования/декодирования)) между беспроводной сетью и опорной сетью в системе мобильной связи таким образом, чтобы избежать назначения опорной сетью версии голосового кодека, которую беспроводная сеть обеспечить не способна.
Для решения указанной задачи в настоящем изобретении предлагается способ согласования кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в системе мобильной связи, включающий: перед установлением вызова информирование контроллером базовых станций сервера MSC о возможностях голосовых кодеков беспроводной соты, в которой инициирован вызов; анализ и сравнение сервером MSC принятой информации о возможностях беспроводной соты с ресурсами голосовых кодеков MGW с целью получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как беспроводной сотой, так и MGW; и передачу общих типов голосовых кодеков на BSC.
Также способ включает следующие шаги:
a) После получения кадра SABM (установить асинхронный сбалансированный режим, Set Asynchronous Balanced Mode), содержащего сигнализацию 3-го уровня, посланного мобильным терминалом, передача базовой станцией кадра SABM на BSC в сигнализации "индикация установления" (Establishing Indication).
b) после получения сигнализации "индикация установления" анализ контроллером базовых станций сигнализации "индикация установления" для составления полного сообщения 3-го уровня, и после заполнения информационного элемента расширения полного сообщения 3-го уровня списком возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты в BSC передачу расширенного полного сообщения 3-го уровня на сервер MSC;
c) после приема расширенной полной информации 3-го уровня получение сервером MSC списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты путем анализа полного сообщения 3-го уровня, получение общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и MGW, путем анализа полного сообщения 3-го уровня в сочетании с ресурсами голосовых кодеков MGW, и передача общих типов голосовых кодеков на BSC.
Также перед выполнением упомянутого шага (а) мобильный терминал передает кадр SABM, содержащий сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um.
Также передача мобильным терминалом кадра SABM на базовую станцию включает следующие случаи:
в случае, когда мобильный терминал является вызывающей стороной, мобильный терминал инициирует вызов и передает кадр SABM, содержащий сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um;
в случае, когда мобильный терминал является вызываемой стороной, после приема пейджинговой информации в качестве вызываемой стороны мобильный терминал передает кадр SABM, содержащий сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um.
Также на упомянутом шаге (а) базовая станция передает сигнализацию "индикация установления" на BSC во временных интервалах сигнализации посредством интерфейса Abis.
Также упомянутый шаг b включает:
после приема сигнализации "индикация установления", анализ контроллером базовых станций сигнализации "индикация установления" для составления полного сообщения 3-го уровня и заполнение части элемента информации расширения полного сообщения 3-го уровня списком возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты в BSC на основе информации о беспроводной соте в упомянутой сигнализации и затем передачу расширенного полного сообщения 3-го уровня на сервер MSC.
Также на упомянутом шаге b,
часть элемента информации расширения полного сообщения 3-го уровня заполняется списком возможностей голосовых кодеков соты в BSC, при этом часть элемента информации расширения включает список предпочтительных кодеков BSS (BSS Preferred Codec List), а список предпочтительных кодеков BSS представляет возможности голосовых кодеков подсистемы базовых станций.
Также на упомянутом шаге с,
после приема расширенного полного сообщения 3-го уровня сервер MSC получает список возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты путем анализа списка предпочтительных кодеков BSS в полном сообщении 3-го уровня; сервер MSC анализирует список возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты в сочетании с ресурсами голосовых кодеков транскодера MGW для получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и MGW, и затем передает общие типы голосовых кодеков на BSC.
Также сервер MSC передает сообщение "запрос назначения" (Assignment Request) на BSC посредством интерфейса А, при этом сообщение "запрос назначения" включает общие типы голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и MGW.
По сравнению с существующими решениями настоящее изобретение позволяет серверу центра мобильной коммутации быть осведомленным о возможностях голосовых кодеков беспроводной сети перед установлением вызова, таким образом устраняется проблема, состоящая в том, что опорная сеть может назначить версию голосового кодека, которую беспроводная сеть существующей сети обеспечить не способна; настоящее изобретение не требует внесения изменений в существующий интерфейс Um и, следовательно, оно никоим образом не влияет на мобильные терминалы существующей сети; также настоящее изобретение не требует внесения изменений в существующий интерфейс Abis и, следовательно, никак не влияет на базовые станции существующей сети, а также позволяет избежать затрат на обновление устройств.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 являет блок-схемой алгоритма в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 иллюстрирует сетевую структуру в системе связи GSM в случае, когда интерфейс А основан на IP-канале, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 иллюстрирует способ согласования кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в случае, когда мобильный терминал является вызывающей стороной, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 иллюстрирует способ согласования кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в случае, когда мобильный терминал является вызываемой стороной, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Система согласно настоящему изобретению включает мобильный терминал, базовую станцию, контроллер базовых станций, сервер центра коммутации мобильной связи, медиашлюз, а также интерфейс Um между мобильным терминалом и базовой станцией, интерфейс Abis между базовой станцией и контроллером базовых станций, интерфейс А между контроллером базовых станций и сервером центра коммутации мобильной связи и интерфейс Мс между сервером центра коммутации мобильной связи и медиашлюзом.
Основная идея настоящего изобретения заключается в следующем: перед установлением вызова, BSC посредством расширенного полного сообщения 3-го уровня информирует сервер MSC о возможностях голосовых кодеков беспроводной соты, вызываемой посредством интерфейса А; сервер MSC анализирует и сравнивает принятую информацию о возможностях голосовых кодеков беспроводной соты с ресурсами голосовых кодеков MGW посредством управляющей сигнализации интерфейса Мс с целью получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как беспроводной сотой, так и MGW, с тем чтобы по возможности избежать ситуации, когда опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть обеспечить не способна.
Настоящее изобретение будет в дальнейшем описано со ссылками на прилагаемые чертежи и конкретные варианты осуществления изобретения.
Как следует из фиг.1, способ согласования кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в системе мобильной связи включает следующие шаги:
Шаг 110: передача мобильным терминалом кадра SABM, содержащего сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um;
в случае, когда мобильный терминал является вызывающей стороной, мобильный терминал инициирует вызов и передает кадр SABM, содержащий сигнализацию 3-го уровня на базовую станцию посредством интерфейса Um;
в случае, когда мобильный терминал является вызываемой стороной, мобильный терминал передает кадр SABM, содержащий сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um после приема пейджинговой информации в качестве вызываемой стороны.
Шаг 120, после приема кадра SABM передача базовой станцией кадра SABM на BSC во временных интервалах сигнализации "индикация установления" по интерфейсу Abis;
Шаг 130, после приема сигнализации "индикация установления" анализ контроллером базовых станций сигнализации "индикация установления" для составления полного сообщения 3-го уровня и заполнение списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты в BSC частью элемента информации расширения полного сообщения 3-го уровня на основе информации беспроводной соты в упомянутой сигнализации, затем передача расширенного полного сообщения 3-го уровня на сервер MSC;
Часть элемента информации расширения полного сообщения 3-го уровня заполняется списком возможностей голосовых кодеков соты в BSC, при этом часть элемента информации расширения включает информационный элемент списка предпочтительных кодеков BSS, относящийся к возможностям голосовых кодеков BSS (подсистемы базовых станций, Base Station Subsystem) беспроводной системы.
Информационный элемент списка предпочтительных кодеков BSS включает идентификатор соты, номера поддерживаемых типов голосовых кодеков и несколько поддерживаемых голосовых кодеков (например, голосовой кодек 1, голосовой кодек 2,…, голосовой кодек n, где n - положительное целое число); при этом BSC выполняет упорядочивание возможностей голосовых кодеков в соответствии с состоянием своих собственных беспроводных ресурсов, при этом тип голосового кодека, стоящий первым, имеет наивысший приоритет, стоящий вторым - несколько ниже, и т.д.
Шаг 140, после приема расширенного полного сообщения 3-го уровня получение сервером MSC списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты путем анализа списка предпочтительных кодеков BSS в полном сообщении 3-го уровня; анализ сервером MSC списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты в сочетании с ресурсами голосовых кодеков ТС в MGW с целью получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и MGW, и затем передача сообщения "запрос назначения" на BSC посредством интерфейса А.
Сообщение "запрос назначения" включает общие типы голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и MGW.
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылками на конкретные примеры применения.
Сетевая структура системы связи GSM в случае, когда интерфейс А основан на IP-канале, показана на фиг.2, при этом ТС в BSC упразднен, и для выполнения функции адаптации скоростей передачи голоса, после установления вызова, используется ТС MGW.
Конкретные варианты осуществления изобретения будут рассмотрены ниже для двух случаев:
Способ выполнения согласования голосового кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в случае, когда мобильный терминал является вызывающей стороной, соответствует изображению на фиг.3:
Шаг 201, инициирование вызова мобильным терминалом и передача кадра SABM, содержащего сигнализацию 3-го уровня на базовую станцию посредством интерфейса Um;
Шаг 202, передача базовой станцией принятого на шаге 201 кадра SABM на BSC в качестве сигнализации "индикация установления" во временных интервалах сигнализации по интерфейсу Abis.
Шаг 203, анализ контроллером базовых станций принятой на шаге 202 сигнализации "индикация установления" для составления полного сообщения 3-го уровня, содержащего запрос службы управления соединениями (Connection Management (CM) Service Request), и заполнение списка возможностей голосовых кодеков соты в BSC частью информационного элемента расширения полного сообщения 3-го уровня на основе информации беспроводной соты в упомянутой сигнализации, затем передача расширенного полного сообщения 3-го уровня на сервер MSC;
Часть информационного элемента расширения полного сообщения 3-го уровня заполняется возможностями голосовых кодеков соты в BSC. Имя упомянутого информационного элемента - это список предпочтительных кодеков BSS, указанный в последней строке Таблицы 1, при этом упомянутый информационный элемент используется для представления возможностей голосовых кодеков беспроводной системы BSS; способ представления возможностей показан в Таблице 2, включающей идентификатор информационного элемента списка предпочтительных кодеков, номера поддерживаемых типов голосовых кодеков, тип голосового кодека 1, тип голосового кодека 2, тип голосового кодека n; BSC осуществляет упорядочивание возможностей голосовых кодеков в соответствии с состоянием своих собственных беспроводных ресурсов, при этом тип голосового кодека, стоящий первым, имеет наивысший приоритет, стоящий вторым - несколько ниже, и т.д.
Таблица 1
Таблица, представляющая информационный элемент расширенного полного сообщения 3-го уровня
Информационный элемент
Направление
Тип
Длина
Тип сообщения
BSS-MSC
М
1
Идентификатор соты
BSS-MSC
М
3-10
Информация 3-го уровня
BSS-MSC
М
3-n
Выбранный канал
BSS-MSC
O (замечание 1)
2
Список идентификаторов LSA
BSS-MSC
O (замечание 2)
3+3n
PADU
BSS-MSC
O (замечание 3)
3-n
Список предпочтительных кодеков BSS
BSS-MSC
М
3-n
87654321
Таблица 2
Таблица, представляющая конкретное определение информационного элемента расширенного полного сообщения 3-го уровня
8
7
6
5
4
3
2
1
Идентификатор информационного элемента списка предпочтительных кодеков
октет 1
Число типов кодеков
октет 2
Предпочтительный тип кодека 1
октет 3
Предпочтительный тип кодека 2
октет 4
Предпочтительный тип кодека …
октет …
Предпочтительный тип кодека n
октет n
Шаг 204, после приема расширенного полного сообщения 3-го уровня, отправленного на шаге 203, получение сервером MSC списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты путем анализа списка предпочтительных кодеков BSS в упомянутом сообщении; анализ сервером MSC списка в сочетании с состоянием ресурсов голосовых кодеков ТС MGW для получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и ТС MGW, и затем передача типов голосовых кодеков, которые были назначены BSC, в последующем сообщении "запрос назначения" посредством интерфейса А; таким образом достигается цель, состоящая в том, чтобы по возможности избежать ситуации, когда опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть обеспечить не способна.
Способ выполнения согласования голосового кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в случае, когда мобильный терминал является вызываемой стороной, соответствует изображению на фиг.4:
Шаг 301, прием мобильным терминалом в качестве вызываемой стороны пейджингового сообщения;
Шаг 302, после приема пейджингового сообщения передача мобильным терминалом кадра SABM, содержащего сигнализацию 3-го уровня, на базовую станцию посредством интерфейса Um в ответ на пейджинговое сообщение;
Шаг 303, передача базовой станцией полученного на шаге 302 кадра SABM на BSC во временных интервалах сигнализации "индикация установления" по интерфейсу Abis;
Шаг 304, анализ BSC принятой на шаге 303 сигнализации для составления полного сообщения 3-го уровня, содержащего пейджинговый ответ, и заполнение части информационного элемента расширения полного сообщения 3-го уровня информацией о возможностях голосовых кодеков соты в BSC на основе информации о беспроводной соте в упомянутой сигнализации, затем передача расширенного полного сообщения 3-го уровня на сервер MSC.
Часть информационного элемента расширения полного сообщения 3-го уровня заполняется возможностями голосовых кодеков соты в BSC. Имя упомянутого информационного элемента - это список предпочтительных кодеков BSS, указанный в последней строке Таблицы 1, при этом указанный информационный элемент используется для представления возможностей голосовых кодеков беспроводной системы BSS; способ представления возможностей показан в Таблице 2, включающей идентификатор информационного элемента списка предпочтительных кодеков, номера поддерживаемых типов голосовых кодеков, голосовой кодек 1, голосовой кодек 2, голосовой кодек n; BSC осуществляет упорядочивание возможностей голосовых кодеков в соответствии с состоянием своих собственных беспроводных ресурсов, при этом голосовой кодек, стоящий первым, имеет наивысший приоритет, стоящий вторым - несколько ниже, и т.д.
Шаг 305, после приема расширенного полного сообщения 3-го уровня, отправленного на шаге 304, получение сервером MSC списка возможностей голосовых кодеков текущей беспроводной соты путем анализа списка предпочтительных кодеков BSS в упомянутом сообщении; анализ сервером MSC списка в сочетании с состоянием ресурсов голосовых кодеков ТС MGW для получения общих типов голосовых кодеков, поддерживаемых как текущей беспроводной сотой, так и ТС MGW, и затем передача типов голосовых кодеков, которые были назначены BSC, в последующем сообщении "запрос назначения" посредством интерфейса А; таким образом, достигается цель, состоящая в том, чтобы по возможности избежать ситуации, когда опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть неспособна обеспечить.
В приведенном выше описании представлены только конкретные варианты осуществления изобретения, при этом настоящее изобретение не ограничивается указанными вариантами и включает также всевозможные модификации и изменения, очевидные для специалистов уровня техники настоящего изобретения. Таким образом, рамки настоящего изобретения определяются формулой изобретения.
Промышленная применимость
В настоящем изобретении предлагается способ согласования типа кодека между беспроводной сетью и опорной сетью в системе мобильной связи, позволяющий серверу центра мобильной коммутации знать о возможностях голосовых кодеков беспроводной сети перед установлением вызова; таким образом можно избежать ситуации, когда опорная сеть назначает версию голосового кодека, которую беспроводная сеть существующей сети не может обеспечить. Настоящее изобретение не требует внесения изменений в существующие интерфейсы и соответственно не требует расходов на обновление устройств и в то же время является простым в реализации и обладает высокими эксплуатационными качествами.