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Paketorientiertes Übertragungsverfahren für Sprache und Daten zwischen Mobilfunknetzen mit begrenzter Sprachverzögerung und optimierter Bandbreitennutzung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017947D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 3 page(s) / 447K

Publishing Venue

Siemens

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Josef Singer: AUTHOR

Abstract

In zukünftigen Mobilfunksystemen wird sich das Verhältnis zwischen Sprach- und Datenverkehr stark in Richtung Daten verschieben. Da die bisher im Zugangsnetz übliche TDM-Technik (Time Division Multiplex) beim Transport von Daten die Übertra- gungsbandbreite nur sehr schlecht ausnutzt, wird sie von paketorientierten Übertragungsverfahren abgelöst werden. Die Funkschnittstelle des GSM-Systems ist zeit- schlitzorientiert und damit leicht an die TDM-basierte Übertragung im Zugangsnetz anpassbar. Bei der Einführung paketorientierter Übertragungsverfahren müssen die von der Funkschnittstelle vorgegebenen Zeitbedingungen für zeitkritische Dienste wie Spra- che und Realtime (rt) Daten entsprechend eingehalten werden. In der folgenden Beschreibung umfasst der Begriff “Sprachdienste” auch Realtime-Dienste.

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Information / Kommunikation

Paketorientiertes Übertragungsver-fahren für Sprache und Datenzwischen Mobilfunknetzen mit be-grenzter Sprachverzögerung undoptimierter Bandbreitennutzung

Idee: Josef Singer, München

In zukünftigen� Mobilfunksystemen� wird� sich� dasVerhältnis zwischen Sprach- und Datenverkehr starkin Richtung Daten verschieben.� Da� die� bisher� imZugangsnetz übliche TDM-Technik (Time DivisionMultiplex) beim Transport� von� Daten� die� Übertra-gungsbandbreite nur sehr schlecht ausnutzt, wird sievon paketorientierten Übertragungsverfahren abgelöstwerden.

Die� Funkschnittstelle� des� GSM-Systems� ist� zeit-schlitzorientiert und damit leicht an die TDM-basierteÜbertragung� im� Zugangsnetz� anpassbar. Bei derEinführung� paketorientierter� Übertragungsverfahrenmüssen die von der Funkschnittstelle vorgegebenenZeitbedingungen für zeitkritische Dienste wie Spra-che und Realtime (rt) Daten entsprechend eingehaltenwerden. In der folgenden Beschreibung umfasst derBegriff “Sprachdienste” auch Realtime-Dienste.

Die hier vorgestellte Idee beschreibt ein Verfahrenzum kombinierten Transport von Sprache und Datenüber eine paketorientierte Schnittstelle in Mobilfunk-Zugangsnetzen. Das beschriebene Verfahren erlaubtdie� Begrenzung� der� maximalen Verzögerung fürSprachkanäle� bei� gleichzeitiger� optimaler Ausnut-zung der Übertragungsbandbreite.

Das Verfahren wird anhand der GSM Abis Schnitt-stelle zwischen� Basisstations-Controller� (BSC)� undBasisstation (BTS)� beschrieben.� Die� Minimierungder Verzögerung erstreckt� sich� vom� Transcoder� inder TRAU (Transcoding and Rate Adaptation Unit)bis zur BTS. Das beschriebene Funktionsprinzip kannauch im Zugangsnetz anderer Mobilfunksysteme wiez.B. bei UTRAN entsprechend eingesetzt werden. Esist auf alle Arten von paketorientierter Übertragung(wie beispielsweise über IP, ATM) anwendbar.

Das Verfahren ist in Abb. 1 anhand des zeitlichenZusammenhanges� zwischen� den� auf� der� Leitung� ü-bertragenen� Paketen� und� den� Daten auf der Funk-schnittstelle dargestellt.

Es wird ein periodisches Zeitfenster innerhalb des 20ms-Rasters festgelegt, in dem alle Sprachpakete ander TRAU gebündelt ausgesendet werden (Realtime-Fenster). Die Länge des rt-Fensters wird so bemes-sen, dass� der� maximal� mögliche� Sprachverkehr� in-nerhalb dieses Zeitraums ausgesendet werden kann.Die� Statistik� der� Sprachpausen� und� der mittlerenPaketgrösse, z.B. bei AMR-kodierten Signalen, kannbei der Bestimmung� der� maximalen� Fenstergrösse

berücksichtigt werden, um die Verzögerung weiter zuverkürzen.

Der Startzeitpunkt des rt-Fensters an der TRAU liegtum eine� Vorlaufzeit� T V� � vor� dem� spätestmöglichenAnkunftszeitpunkt des letzten� Paketes� in� der� BTS.Die Vorlaufzeit T V� setzt sich zusammen aus der Län-ge des rt-Fensters und dem Maximalwert der variab-len Verzögerung T PDV� (Packet Delay Variation), dieein Sprachpaket in der gesamten Übertragungsketteerfahren kann, beispielsweise beim Routi...