Функционирование вокодеров без последовательного соединения между несовместимыми системами связи

Функционирование вокодеров без последовательного соединения между несовместимыми системами связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается обмена данными. Более конкретно, настоящее изобретение касается согласования функционирования вокодеров между несовместимыми системами связи.

Уровень техники

Область беспроводной связи имеет много применений, включая, например, радиотелефоны, пейджинговую связь, местные беспроводные линии связи, персональные цифровые секретари (ПЦС, PDA), телефонную связь через Интернет и системы спутниковой связи. Особенно важным применением являются системы телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания для удаленных абонентов. Термин система "сотовой связи", который используется здесь, охватывает системы, использующие частоты либо систем сотовой связи, либо систем персональной связи (СПС, PCS). Для таких систем телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания были разработаны различные устройства сопряжения через воздух, включая, например, множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР, FDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР, TDMA) и множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA). В связи с этим были установлены различные внутригосударственные и международные стандарты, включая, например, усовершенствованную мобильную телефонную службу (УМТС, AMPS), глобальную систему мобильной связи (ГСМС, GSM) и временный стандарт 95 (IS-95). Стандарт IS-95 и его производные IS-95A, IS-95B, J-STD-008 ANSI (Американский национальный институт стандартов) (часто носят здесь общее название IS-95) и предложенные системы с высокой скоростью передачи данных были обнародованы Ассоциацией промышленности средств связи (TIA) и другими известными организациями стандартов.

Системы телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания, сконфигурированные в соответствии с использованием стандарта IS-95, применяют методы обработки сигналов МДКР для обеспечения высокоэффективного и устойчивого обслуживания сотовой телефонной связи. Примерные системы телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания, сконфигурированные по существу в соответствии с использованием стандарта IS-95, описаны в патентах США №№ 5,103,459 и 4,901,307, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и включены здесь путем ссылки. Примерной системой, использующей методы МДКР, является возможное предложение технологии радиопередачи (ТРП, RTT) ITU-R (Международный союз электросвязи) cdma2000 (упоминаемое здесь как cdma2000), выпущенное TIA. Стандарт для cdma2000 был дан в проектных версиях IS-2000 и одобрен Ассоциацией TIA. Другой стандарт МДКР представляет собой стандарт Ш-МДКР (W-CDMA) (широкополосный МДКР), который реализован в Проекте партнерства 3-го поколения "3GPP", документы №№3G TS 25.211, 3G TS, 25.212, 3G TS 25.213 и 3G TS 25.214.

Каждый стандарт определяет, как обрабатываются для передачи различные типы информации. В обычной системе связи кодер генерирует поток информационных битов, представляющих трафик данных или речевой трафик. Этот поток битов подразделяется и группируется, связывается с различными управляющими битами и упаковывается в подходящий формат для передачи. Речевой трафик и трафик данных могут передаваться в различных форматах в соответствии с подходящим стандартом связи, например, типа кадров, пакетов и подпакетов. Для облегчения иллюстрации здесь будет использоваться термин "кадр", чтобы описать формат передачи, в котором трафик переносится по передающей среде. Однако, термин "кадр" также здесь будет использоваться для описания выходного сигнала речевого кодера. Определение слова будет зависеть от контекста, в котором используется слово.

Речевой кодер представляет собой устройство, которое извлекает параметры, касающиеся модели генерирования человеческой речи, и затем использует эти параметры, чтобы сжимать речь для передач. Речевые кодеры обычно содержат кодер и декодер. Речевой кодер делит входящий речевой сигнал на блоки времени или кадры анализа. Кодер анализирует входящий речевой кадр с целью извлечения определенных релевантных параметров и затем квантует параметры в двоичное представление. Двоичное представление упаковывается в кадры передачи и передается по каналу связи в приемник с декодером. Декодер обрабатывает кадры передачи, производит их обратное квантование, чтобы произвести параметры, и повторно синтезирует речевые кадры, используя подвергнутые обратному квантованию параметры. Речевые кодеры также называются голосовыми кодерами, или "вокодерами", и эти термины будут использоваться здесь взаимозаменяемым образом.

Функция речевого кодера заключается в сжатии оцифрованного речевого сигнала в сигнал низкой скорости передачи в битах посредством удаления всей естественной избыточности, которая присуща речи. Цифровое сжатие получают, представляя входной речевой кадр с помощью набора параметров и используя квантование, чтобы представить параметры с помощью набора битов. Если входной речевой кадр имеет некоторое количество битов N_i , а выходной кадр, произведенный речевым кодером, имеет некоторое количество битов N_о, то коэффициент сжатия, достигаемый речевым кодером, составляет C_r=N_i/N_о. Сложность проблемы заключается в сохранении высокого речевого качества декодированной речи при достижении целевого коэффициента сжатия. Характеристики речевого кодера зависят от того, как хорошо выполняется речевая модель или комбинация описанного выше процесса анализа и синтеза, и как хорошо выполняется процесс квантования параметров на целевой скорости передачи информации в битах, N_о битов на кадр. Таким образом, задача речевой модели заключается в том, чтобы зафиксировать сущность речевого сигнала, или целевого качества речи, с помощью небольшого набора параметров для каждого кадра.

В разнообразных существующих беспроводных системах связи используются различные типы речевых кодеров, часто применяющие весьма непохожие методы сжатия речи. Кроме того, форматы кадров передачи и обработка, которые определены одним конкретным стандартом, наиболее вероятно отличаются от форматов кадров передачи и обработки других стандартов. Например, стандарты МДКР поддерживают использование кадров вокодеров переменной скорости передачи в оборудовании с расширенным спектром, тогда как стандарты GSM поддерживают использование кадров вокодеров фиксированной скорости передачи и кадры вокодеров различных скоростей передачи. Аналогичным образом, стандарты универсальной системы мобильной электросвязи (УСМЭ, UMTS) также поддерживают вокодеры фиксированной скорости передачи и вокодеры различных скоростей передачи, но не вокодеры переменной скорости передачи. Для совместимости и способности к взаимодействию между этими несовместимыми системами связи весьма желательно обеспечить возможность поддержки кадров вокодеров переменной скорости передачи в системах GSM и UMTS и поддержки кадров вокодеров не переменной скорости передачи в системах МДКР. Примером вокодера переменной скорости передачи является вокодер с выбираемым режимом (ВВР, SMV), который обнародован в IS-893; примером вокодера различных скоростей передачи является вокодер адаптивных различных скоростей передачи (АРС, AMR), который обнародован в документе "Цифровая система сотовой связи ETSI EN 301 704 (Европейский институт стандартов электросвязи); транскодирование речи адаптивных различных скоростей передачи (АРС)" (стандарт АРС, AMR); а примером вокодера фиксированной скорости передачи является усовершенствованный вокодер полной скорости передачи, который обнародован в документе 3GPP TS 46.060 "Цифровая система сотовой связи (Phase 2+); транскодирование речи усовершенствованной полной скорости передачи (УПС, EFR)".

Одна существенная причина для поддержания совместимости и способности к взаимодействию между несовместимыми системами состоит в том, чтобы обеспечить возможность использования широкополосных вокодеров между несовместимыми системами. "Широкополосный" вокодер представляет собой вокодер, который кодирует речь в пределах частотного диапазона 7000 Гц. В традиционной системе проводной телефонной связи передающая среда и оконечные устройства имеют ограниченную полосу частот до 4000 Гц, так что речь обычно передается в узком диапазоне от 300 Гц до 3400 Гц с передачей контрольных и управляющих сигналов, которые передаются вне этого диапазона.

Ввиду физических ограничений телефонных систем наземной линии связи распространение сигнала внутри систем телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания осуществляется с этими же узкополосными частотными ограничениями так, чтобы вызовы, инициируемые из абонентской установки сотовой связи, могли быть переданы на модуль наземной линии связи. Однако, системы телефонной связи с сотовой структурой зоны обслуживания способны передавать сигналы с более широкими частотными диапазонами, поскольку физических ограничений, требующих узкого частотного диапазона, в пределах системы сотовой связи не существует. Примерный стандарт для генерирования сигналов с более широким частотным диапазоном обнародован в документе G.722 ITU-T под названием "7kHz Audio-Coding within 64 kBits/s" (звуковое кодирование на частоте 7 кГц в пределах 64 кбит/с), опубликованном в 1989 г.Соответственно, были разработаны широкополосные аналоги вокодеров переменной скорости передачи и вокодеров различных скоростей передачи, перечисленных выше. Широкополосные аналоги обеспечивают превосходные акустические преимущества по сравнению с узкополосными вокодерами.

Когда производится обмен широкополосными сигналами между двумя широкополосными оконечными устройствами, работающими в пределах системы сотовой связи, должна быть выполнена дополнительная обработка и наложены ограничения, потому что широкополосные сигналы являются слишком "толстыми" для узкополосного канала передачи. В настоящее время максимальная информационная пропускная способность для коммутируемой телефонной сети общего пользования (КТСОП, PSTN) составляет 64 кбит/с. Для узкополосного сигнала, для точной реконструкции исходного сигнала, требуется получать 8000 выборок/секунду. Стандартные данные выборок импульсно-кодовой модуляции (ИКМ, PCM) представляют с использованием 8-битных символов. При использовании 8-битных символов достигают максимальной информационной пропускной способности соединения КТСОП (8000 выборок/секунду × 8 битов/выборку = 64.000 битов/секунду), в то же время снижая до минимума ошибки квантования. Однако для широкополосного сигнала, для точной реконструкции исходного сигнала, требуется получать 16.000 выборок/секунд. Следовательно, широкополосный сигнал является слишком "толстым" для узкополосного канала передачи.

Проблем, являющихся результатом физических ограничений подключения КТСОП на 64 кбит/с, можно избежать, реализуя функционирование без последовательного соединения (ФБПС) между объектами инфраструктуры в сети. Функционирование без последовательного соединения относится к шунтированию (обходу) вокодеров внутри объектов инфраструктуры в сети. Когда реализуется функционирование без последовательного соединения, широкополосный сигнал от одного оконечного устройства сети может быть передан через КТСОП на другое оконечное устройство в той же самой сети с помощью проколотых 8-битных символов ИКМ, причем выходные биты вокодеров проколоты в символы ИКМ.

Для реализации функционирования без последовательного соединения вокодеры на передающем конце и приемном конце должны быть совместимыми. Это не является проблемой, когда осуществляется обмен широкополосными сигналами между оконечными устройствами в пределах одной и той же сети связи. Находящаяся в процессе одновременного рассмотрения опубликованная заявка на патент США № 2002-0131377 под названием "Связь с использованием широкополосных оконечных устройств" направлена на решение этой проблемы. Однако, существует проблема, когда возникает желание обменяться широкополосными сигналами между оконечными устройствами несовместимых сетей.

Например, в системе коллективного доступа типа МДКР реализованы вокодеры переменной скорости передачи. Примером вокодера переменной скорости передачи является широкополосный вокодер с выбираемым режимом (ШП-ВВР, WB-SMV). Однако, в системе коллективного доступа типа GSM реализованы вокодеры фиксированной скорости передачи или вокодеры различных скоростей передачи. Примером вокодера различных скоростей передачи является широкополосный адаптивный вокодер различных скоростей передачи (ШП-АРСП, AMR-WB). Хотя типы вокодеров структурно и функционально разные, следует отметить, что общая универсальная терминология является общей между типами вокодеров. Например, термин "режим" в вокодере ШП-АРСП относится к кадру вокодера с фиксированной скоростью передачи данных. Однако, термин "режим" в вокодере ШП-ВВР относится к средней скорости передачи данных, которая достигается смесью различных типов кадров. Значение слова следует читать в контексте с использованием слова. С целью снижения до минимума путаницы, которая может являться результатом использования таких общих терминов, обычно применяемых для многочисленных типов вокодеров, в вариантах осуществления, которые будут описаны ниже, используются конфигурации и терминология вокодеров ШП-ВВР, чтобы представлять вокодеры переменной скорости передачи, и конфигурации и терминология вокодеров ШП-АРСП, чтобы представлять вокодеры фиксированной скорости передачи и вокодеры различных скоростей передачи, а не узкополосные версии. Однако, должно быть понятно, что детали конфигурации можно расширять таким образом, чтобы они соответствовали другим вокодерам без чрезмерного экспериментирования. Технические требования для структуры кадров ШП-АРСП находятся в документе 3GPP TS 26.201 V5.0.0 (2001-03). Технические требования для структуры кадров ШП-ВВР еще должны быть выпущены.

В соответствии с этим, описанные ниже варианты осуществления предназначены для согласования передачи широкополосных сигналов между различными вокодерами несовместимых систем таким образом, чтобы акустические преимущества широкополосных вокодеров не терялись в передачах между несовместимыми системами.

Сущность изобретения

Здесь представлены способы и устройство для обеспечения возможности функционирования без последовательного соединения между несовместимыми системами. В одном аспекте представлено устройство для согласования функционирования между первым вокодером системы связи и вторым вокодером второй системы связи, причем устройство содержит первый элемент извлечения для извлечения информации функционирования без последовательного соединения (ФБПС) из принятого внутрисистемного кадра ФБПС; второй элемент извлечения для извлечения информации ФБПС из принятого межсистемного кадра ФБПС и элемент выбора, коммуникативно подсоединенный к первому элементу извлечения и второму элементу извлечения, причем элемент выбора предназначен для выбора любого элемента извлечения в зависимости от того, является ли принятый кадр внутрисистемным кадром ФБПС или межсистемным кадром ФБПС.

В другом аспекте представлен способ согласования опции функционирования без последовательного соединения первой системы связи с опцией функционирования без последовательного соединения второй системы связи, причем способ заключается в том, что определяют возможности извлечения второго объекта инфраструктуры второй системы связи в первом объекте инфраструктуры первой системы связи, выбирают подходящий формат кадра функционирования без последовательного соединения (ФБПС); инкапсулируют кадр вокодера в кадр ФБПС, используя подходящий формат кадра ФБПС; передают кадр ФБПС на второй объект инфраструктуры; принимают кадр ФБПС во втором объекте инфраструктуры; определяют тип источника кадра ФБПС; извлекают содержимое кадра ФБПС в соответствии с типом источника кадра ФБПС.

В другом аспекте представлено устройство для согласования опции функционирования без последовательного соединения первой системы связи с опцией функционирования без последовательного соединения второй системы связи, причем устройство содержит средство для определения возможностей извлечения второго объекта инфраструктуры второй системы связи в первом объекте инфраструктуры первой системы связи, средство для выбора соответствующего формата кадра функционирования без последовательного соединения (ФБПС) и инкапсулирования кадра вокодера в кадр ФБПС с использованием соответствующего формата кадра ФБПС; средство для передачи кадра ФБПС на второй объект инфраструктуры; средства для приема кадра ФБПС во втором объекте инфраструктуры и средство для определения типа источника кадра ФБПС и извлечения содержимого кадра ФБПС в соответствии с типом источника кадра ФБПС.

В другом аспекте представлено устройство для согласования функционирования между первым вокодером системы связи и вторым вокодером второй системы связи, причем устройство содержит по меньшей мере один элемент памяти и по меньшей мере один обрабатывающий элемент, причем обрабатывающий элемент сконфигурирован с возможностью реализации набора команд, хранящихся по меньшей мере в одном элементе памяти, при этом набор команд предназначен для извлечения информации функционирования без последовательного соединения (ФБПС) из принятого внутрисистемного кадра ФБПС с использованием первой таблицы и извлечения информации ФБПС из принятого межсистемного кадра ФБПС с использованием второй таблицы, причем внутрисистемный кадр ФБПС имеет такие же поля, как и межсистемный кадр ФБПС, но первая таблица и вторая таблица имеют различные определения битов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет схему системы связи, которая поддерживает некоторое количество пользователей.

Фиг.2 представляет блок-схему функций кодирования и декодирования, выполняемых различными вокодерами, расположенными в оборудовании связи фиг.1.

Фиг.3 представляет блок-схему типовой структуры для внутрисистемного шунтирования вокодера в системе 1 и системе 2.

Фиг.4 представляет блок-схему аппаратных средств для генерирования внутрисистемных кадров ФБПС и приема внутрисистемных/межсистемных кадров ФБПС.

Фиг.5 представляет блок-схему аппаратных средств для генерирования внутрисистемных/межсистемных кадров ФБПС и приема внутрисистемных кадров ФБПС.

Фиг.6 представляет блок-схему аппаратных средств для генерирования и приема внутрисистемных/межсистемных кадров ФБПС в инициирующей системе и приема межсистемных кадров ФБПС в целевой системе.

Фиг.7 представляет блок-схему другой конфигурации аппаратных средств для генерирования и приема внутрисистемных/межсистемных кадров ФБПС.

Фиг.8A и 8B представляют блок-схемы, иллюстрирующие функционирование согласованного ФБПС между системами связи.

Подробное описание

Как иллюстрируется на фиг.1, сеть 10 беспроводной связи в общем включает в себя множество удаленных станций (также называемых абонентскими модулями или подвижными станциями (ПС), или пользовательским оборудованием) 12a-12d, множество базовых станций (также называемых приемопередатчиками базовых станций (ППБС, BTS) или узлами B) 14a-14c, контроллер базовой станции (КБС, BSC) (также называемый контроллером радиосети или функцией управления пакетами) 16, центр коммутации подвижной связи (ЦКПС, MSC) или коммутатор 18, узел обслуживания пакетной передачи данных (УОППД, PDSN) или функцию обеспечения межсетевого обмена (ФОМО, IWF) 20, коммутируемую телефонную сеть общего пользования (КТСОП) 22 (обычно телефонную компанию) и сеть 24 межсетевых протоколов (МП, IP) (обычно Интернет). С целью упрощения показаны четыре удаленные станции 12a-12d, три базовые станции 14a-14c, один КБС 16, один ЦКПС 18 и один УОППД 20. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что может быть любое количество удаленных станций 12, базовых станций 14, КБС 16, ЦКПС 18 и УОППД 20.

В одном варианте осуществления сеть 10 беспроводной связи представляет собой сеть обслуживания пакетной передачи данных. Удаленные станции 12a-12d могут быть любыми из ряда различных типов устройств беспроводной связи, такими как переносной телефон, телефон для сотовой связи, который связан с компактным портативным компьютером, выполняющим основанные на МП прикладные программы Web-браузера, сотовый телефон со связанными громкоговорящими автомобильными наборами, персональный цифровой ассистент (ПЦА), выполняющий основанные на МП прикладные программы Web-браузера, модуль беспроводной связи, включенный в переносной компьютер, или модуль связи фиксированного местоположения, типа модуля, который можно обнаружить в системе беспроводной местной линии связи или системе вывода показаний измерительных приборов. В более общем варианте осуществления удаленные станции могут быть устройством связи любого типа.

Удаленные станции 12a-12d предпочтительно могут быть сконфигурированы с возможностью выполнения одного или более протоколов беспроводной пакетной передачи данных, типа описанного, например, в стандарте EIA/TIA/IS-707 (Ассоциация электронной промышленности/Ассоциация промышленности средств связи/Международный стандарт). В конкретном варианте осуществления удаленные станции 12a-12d генерируют пакеты МП, предназначенные для сети 24 МП, и инкапсулируют пакеты МП в кадры, используя протокол двухточечного соединения (ПДС, PPP).

В одном варианте осуществления сеть 24 МП подсоединена к УОППД 20, УОППД 20 подсоединен к ЦКПС 18, ЦКПС подсоединен к КБС 16 и КТСОП 22, а КБС 16 подсоединен к базовым станциям 14a-14c через проводные линии связи, сконфигурированные с возможностью передачи пакетов речевых сигналов и/или пакетов данных в соответствии с любым из нескольких известных протоколов, включая, например, Е1 (используемая в Европе цифровая сеть передачи данных с полосой 2,048 Мбит/с), Т1 (каналы передачи цифровых данных с полосой 1,544 Мбит/с), асинхронный режим передачи (АРП, AMT), межсетевой протокол (МП), протокол двухточечного соединения (ПДС), технологию ретрансляции кадров (высокоскоростную технологию передачи кадров, включающую деление данных передающим устройством на кадры переменной длины), высокоскоростную цифровую абонентскую линию связи (ВЦАЛС, HDSL), асимметричную цифровую абонентскую линию связи (АЦАЛС, ADSL) или другое универсальное оборудование цифровой абонентской линии связи и услуги хЦАЛС (xDSL). В альтернативном варианте осуществления КБС 16 подсоединен непосредственно к УОППД 20, а ЦКПС 18 к УОППД 20 не подсоединен.

Во время обычного функционирования сети 10 беспроводной связи базовые станции 14a-14c принимают и демодулируют наборы сигналов обратной линии связи от различных удаленных станций 12a-12d, занятых в телефонных вызовах, просмотре Web-информации или другой передаче данных. Используемое здесь выражение "обратная линия связи" включает в себя передачи от удаленной станции, направленные к базовой станции. Каждый сигнал обратной линии связи, принятый данной базовой станцией 14a-14c, обрабатывается на этой базовой станции 14a-14c. Каждая базовая станция 14a-14c может осуществлять связь с множеством удаленных станций 12a-12d, модулируя и передавая наборы сигналов прямой линии связи на удаленные станции 12a-12d. Используемое здесь выражение "прямая линия связи" включает в себя передачи от базовой станции, направленные к удаленной станции. Например, как показано на фиг.1, базовая станция 14a одновременно осуществляет связь с первой и второй удаленными станциями 12a, 12b, а базовая станция 14c одновременно осуществляет связь с третьей и четвертой удаленными станциями 12c, 12d. Получаемые в результате пакеты отправляются на КБС 16, который обеспечивает распределение ресурсов вызовов и функциональные возможности организации подвижности, включая гармоничное сочетание мягкой передачи обслуживания вызова для конкретной удаленной станции 12a-12d от одной базовой станции 14a-14c к другой базовой станции 14a-14c. Например, удаленная станция 12c одновременно поддерживает связь с двумя базовыми станциями 14b, 14c. В конечном счете, когда удаленная станция 12c перемещается достаточно далеко от одной из базовых станций 14c, вызов будет передан другой базовой станции 14b. В системе Ш-МДКР, которая классифицируется как система УСМЭ, терминология компонентов системы беспроводной связи отличается, но функциональные возможности такие же. Например, базовая станция называется контроллером радиосети (КРС, RNC), работающим в наземной сети радиосвязи с абонентами УСМЭ (У-НСРА). Прямая линия связи называется "нисходящей линией связи" (от базовой станции к подвижному объекту), а обратная линия связи называется "восходящей линией связи" (от подвижного объекта к базовой станции).

Если передача представляет собой обычный телефонный вызов, КБС 16 направляет принимаемые данные в ЦКПС 18, который обеспечивает дополнительные услуги маршрутизации для устройства сопряжения с КТСОП 22. Если передача представляет собой пакетную передачу типа информационного вызова, предназначенного для сети 24 МП, ЦКПС 18 направляет пакеты данных в УОППД 20, который посылает пакеты в сеть 24 МП. В качестве альтернативы, КБС 16 направляет пакеты непосредственно в УОППД 20, который посылает пакеты в сеть 24 МП.

На фиг.2 представлена блок-схема функций кодирования и декодирования, выполняемых различными вокодерами, размещенными в оборудовании связи системы беспроводной связи фиг.1. Удаленная станция или оконечное устройство 12а представляет собой устройство связи, содержащее вокодер 201 с блоком 202 кодирования и блоком 203 декодирования. Аналоговый речевой сигнал принимается удаленным оконечным устройством 12а и кодируется блоком 202 кодирования в пакетированные данные. Пакетированные данные передаются на базовую станцию 14а. Блок 213 декодирования вокодера 211 преобразует пакетированные данные в стандартный сигнал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) для передачи в КТСОП (не показанную). Сигнал ИКМ передается через КТСОП на целевую базовую станцию 14b, которая уведомляет целевое удаленное оконечное устройство 12 с.Блок 222 кодирования вокодера 221 на целевой базовой станции 14b кодирует сигнал ИКМ в пакетированные данные для передачи на удаленное оконечное устройство 12 с.Блок 233 декодирования вокодера 231 в удаленном оконечном устройстве 12с декодирует пакетированные данные и формирует синтезированную речь.

Описанный выше процесс также используется для передачи сигналов от удаленного оконечного устройства 12b к удаленному оконечному устройству 12а через кодер 232, декодер 223 и кодер 212. Использование множества вокодеров, как иллюстрируется на фиг.2, называется "последовательным кодированием речевых сигналов". Из-за многочисленности функций кодирования и декодирования, выполняемых с речевым сигналом, происходит ухудшение речевого сигнала. Последовательное кодирование речевых сигналов можно шунтировать, если вокодер в инициирующем оконечном устройстве имеет такую же конфигурацию, как вокодер в целевом адресате. Подробности выполнения шунтирования вокодера описаны в патенте США № 5,956,673 под названием "Обнаружение и шунтирование последовательного кодирования речевых сигналов с использованием кодов обнаружения", который переуступлен правопреемнику настоящего изобретения и включен здесь путем ссылки. В частности, в выходной сигнал ИКМ может быть внедрен псевдослучайный код обнаружения так, чтобы принимающий вокодер с правильным сервисным программированием вариантов выбора мог обнаруживать код и, таким образом, делать вывод, что инициирующая сторона использовала подобный вокодер. Если вокодеры удаленных оконечных устройств такие же, то декодер целевого удаленного оконечного устройства может декодировать закодированную речь, сгенерированную инициирующим удаленным оконечным устройством. Однако, если вокодеры несходны, то шунтирование последовательного кодирования речевых сигналов не может быть выполнено в предшествующем уровне техники.

Варианты осуществления, которые описаны здесь, предназначены для согласования функционирования различных вокодеров так, чтобы между несовместимыми системами можно было реализовать функционирование без последовательного соединения, то есть шунтирование вокодеров. Используемую здесь несовместимую систему можно рассматривать как систему, использующую метод доступа, отличающийся от инициирующей системы. Например, системы на основе МДКР и системы на основе МДВР здесь рассматриваются как несовместимые. В общем, варианты осуществления направлены на операцию транспортировки содержимого кадров вокодеров переменной скорости передачи или различных скоростей передачи в формате, который является доступным для объектов инфраструктуры и инициирующих систем, и оконечных систем.

Сначала следует отметить, что функционирование без последовательного соединения (ФБПС) необходимо для достижения полных акустических преимуществ широкополосного кодирования речевых сигналов между двумя оконечными устройствами. Для широкополосного сигнала требуется информационная пропускная способность 128 кбит/с (16.000 выборок/секунду × 8 битов/выборку), но узкополосный канал передачи может поддерживать пропускную способность, составляющую только 64 кбит/с. Чтобы преодолеть эту проблему, некоторое оборудование "по пути" объектов инфраструктуры, типа эхоподавителей и т.д., должно быть заблокировано, а кодер в объекте инфраструктуры передачи должен производить фальсифицированный сигнал ИКМ. В частности, инициирующее оконечное устройство кодирует широкополосный входной сигнал в кадры вокодеров и передает кадры вокодеров на инициирующий объект инфраструктуры. Инициирующий объект инфраструктуры декодирует принятые кадры вокодеров и генерирует символы ИКМ, основанные на декодированном сигнале. Затем инициирующий объект инфраструктуры прокалывает принятые биты кадров вокодеров в поток сгенерированных символов ИКМ. Другими словами, поток сгенерированных символов ИКМ изменен включением битов кадров вокодеров.

Обычно символ ИКМ имеет длину 8 битов. В одном способе поток символов ИКМ изменяется посредством замены двух наименьших значащих битов символов ИКМ двумя битами принятых кадров вокодеров. В целевом объекте инфраструктуры два наименьших значащих бита извлекаются и используются для восстановления кадров вокодеров. Другие 6 битов символа ИКМ отбрасываются, или в качестве альтернативы, другие биты сохраняются в случае, если подключение без последовательного соединения не достигает успеха.

В целевом объекте инфраструктуры восстановленные кадры вокодеров пропускают непосредственно в целевое оконечное устройство. Процедуры и устройство, требуемые для передачи кадра вокодера от несовместимого объекта инфраструктуры на несовместимое целевое оконечное устройство, описаны в находящейся в процессе одновременного рассмотрения опубликованной заявке на патент США №2004-0081195. В вышеупомянутой опубликованной заявке на патент США в противоположность переводу кадров вокодеров кадры вокодеров пропускают между вокодерами несовместимых систем, переформатируя кадры вокодеров в объектах инфраструктуры. Подробности переформатирования здесь дополнительно обсуждаться не будут.

Описанные здесь варианты осуществления касаются процедур и устройств в инициирующем объекте инфраструктуры, предназначенных для прокалывания символов ИКМ битами кадров вокодеров, и процедур и устройств в целевом объекте инфраструктуры, предназначенных для извлечения битов кадров вокодеров из проколотых символов ИКМ. Процедуры настройки для установления функционирования без последовательного соединения не являются объектом настоящего документа.

В одном варианте осуществления кадр вокодера переупаковывается в специальный кадр ФБПС, который прокалывается в множество символов ИКМ. В одном аспекте варианта осуществления создаются новые таблицы, которые переопределяют управляющие биты уже существующего кадра канала передачи, чтобы генерировать специальный кадр ФБПС. В другом варианте осуществления декодирующие подсистемы несовместимых сторон реализованы в пределах объекта инфраструктуры так, что принимаемые кадры канала передачи проверяются относительно содержимого кадров несовместимого вокодера и направляются в соответствующую подсистему декодирования.

В первом варианте осуществления объект инфраструктуры в инициирующем объекте инфраструктуры принимает кадр вокодера и генерирует кадр ФБПС. Аппаратные средства, которые выполняют эту задачу, в общем, упоминаются здесь как генератор кадров ФБПС и могут содержать любой сконфигурированный соответствующим образом обрабатывающий объект. Аналогично этому, программное обеспечение может быть реализовано так, чтобы выполнять функции генератора кадров ФБПС. Общая структура кадра ФБПС, которая выводится из генератора кадров ФБПС, показана ниже.

Структура кадра ФБПС

Октеты битов	1	2	3	4	5	6	7	8
0	Биты системного идентификатора,информационные биты и управляющие биты
1
2
…
…
39

В вышеупомянутом примере кадр ФБПС содержит 40 октетов, которые имеют 320 битов. Информационные биты и управляющие биты из принятого кадра вокодера стратегически внедряются в структуру кадров ФБПС.Определенные позиции битов соответствуют определенным функциям. Например, позиции битов в первом октете могут быть зарезервированы для системного идентификатора, позиции битов во второй трети октетов могут быть зарезервированы только для данных, то есть битов кадра вокодера, а биты из последней трети октетов могут быть зарезервированы для управляющих битов из инициирующего объекта инфраструктуры для целевого объекта инфраструктуры. Следовательно, каждая позиция бита имеет определенное значение. Для переноса одного кадра вокодера достаточно 320 битов. Например, широкополосный вокодер выводит 267 битов для 20-миллисекундного кадра анализа. Следовательно, один кадр ФБПС может соответствовать одному кадру вокодера.

После того, как кадр ФБПС сгенерирован, или в то время, как кадр ФБПС генерируется, объект инфраструктуры в инициирующем объекте инфраструктуры декодирует принятый кадр вокодера в речь и генерирует символы ИКМ, используя декодированную речь. Поскольку инициирующий объект инфраструктуры нуждается в битах от символа ИКМ для переноса кадра ФБПС, форма сигнала ИКМ должна быть представлена скорее с помощью кодовой книги с 2⁶ уровнями, чем с помощью кодовой книги с 2⁸ уровнями. Следовательно, имеется возрастание ошибок квантования. Тогда объект инфраструктуры начинает добавлять в конец сгенерированный кадр ФБПС к сгенерированным символам ИКМ. В качестве альтернативы объект инфраструктуры может поддерживать большую кодовую книгу ИКМ и просто "прокалывать" символ ИКМ по меньшей мере однажды в некоторой обозначенной точке. В любом случае наиболее вероятно символы ИКМ будут передаваться в 20-миллисекундных кадрах передачи ФБПС, поскольку каждый 20-миллисекундный кадр может переносить 160 символов, что достаточно для переноса 320 битов кадра ФБПС.

Целью генерирования сигнала ИКМ на основании декодированного кадра вокодера является необходимость следовать не каким-либо техническим ограничениям, а юридическим ограничениям. Передача сигнала ИКМ необходима только для соответствия федеральному мандату, который требует доступности межсторонних связей с помощью соответствующих правоприменяющих органов.

В целевом объекте инфраструктуры принимаются измененные символы ИКМ и извлекаются биты кадров ФБПС. Извлечение может быть выполнено любыми аппаратными средствами, которые сконфигурированы соответствующим образом с возможностью выполнения функции извлечения. В качестве альтернативы для выполнения функции извлечения программное обеспечение может быть реализовано с помощью обрабатывающего объекта и памяти. Для иллюстративных целей аппаратные средства/программное обеспечение здесь упоминаются как экстрактор кадров ФБПС. Отметим, что целевой объект инфраструктуры осведомляется о присутствии битов ФБПС с помощью процедуры установки вызов