[发明专利]使用共享补充扩展码的、结合基于IP的语音的无线通信网络

说明书

相关申请

在下列同时申请并转让给相同的受让人的美国申请中公开了相关的主题：美 国专利申请，申请号为No.11/213,383，发明名称为“Handoffs in Wireless Communications Network Incorporating Voice Over IP Using Shared Supplemental Spreading Codes”，发明人是Rainer Bachl，Jens Muechenheim， Anil Rao和Mirko Schacht。

技术领域

本发明一般涉及因特网协议应用，具体地说，涉及无线通信系统中基于 因特网协议的语音(VoIP)。

背景技术

将基于因特网协议的语音(VoIP)服务结合到无线通信网，例如基于公 知的第三代通用移动电信系统(UMTS)技术的无线通信网中，简化了核心 网络设计并且与传统的电路交换(CS)语音相比添加了新的有价值的服务。 然而，VoIP也固有地由于大的报头和信令而增加了额外开销，因此减小了系 统容量。

图1表示了根据现有技术的基于UMTS的无线通信系统100、因特网105 和VoIP电话110。无线通信系统100至少包括核心网130、无线接入网(RAN) 160和用户设备(UE)或移动台140。核心网130包括网关GPRS支持节点 (GGSN)120、服务GPRS支持节点(SGSN)125和移动交换中心(MSC) 150。GGSN120是因特网105与核心网130之间的接口，而SGSN125是核 心网130与RAN160之间的接口。无线接入网(RAN)160包括一个或多个 无线网络控制器(RNC)170和一个或多个节点B(或基站)180。

图2示出根据现有技术的基于UMTS的无线通信网络100用于在VoIP 电话110和UE140之间的VoIP呼叫的协议栈200。VoIP呼叫在基于UMTS 的无线通信系统100的PS域中处理。在一些系统部署中，VoIP电话110可 以是将公共电话交换网(PSTN)呼叫转换成VoIP呼叫的电子设备。在其它 部署中，PSTN或无线通信网络可以具有互通功能(IWF)或者媒体网关 (MGW)，将PSTN呼叫转换成VoIP呼叫。如图2所示，协议栈200包括 自适应多速率(AMR)层205、实时协议(RTP)层210、用户数据报协议/ 因特网协议版本6或者因特网协议的另一个版本，例如版本4(UDP/IPv6) 层215、分组数据集中协议(PDCP)层220、无线链路控制(RLC)层225、 专用媒体接入控制(MAC-d)层230以及物理(PHY)层235。AMR层205、 RTP层210和UDP/IPv6层215是在VoIP电话110上实现。PDCP层220、 RLC层225和MAC-d层230是在RNC170上实现。PHY层235是在节点 B180上实现。注意：尽管UDP/IPv6层215以一层示出，但是其实际实现可 能是两个单独的UDP层和IPv6层。

为了举例说明，假设语音信息正从VoIP电话110发送到UE140。在 VoIP电话110上，在AMR层205中编码语音(通过AMR编解码器)以产 生具有159个语音位的语音帧。在RTP层210中，通过向一个或多个语音帧 添加4位编解码器模式请求(CMR)字段、用于RTP有效载荷中的每个语 音帧的6位内容表(TOC)字段表以及用于八位字节对齐的填充位来形成 RTP有效载荷。对于有159个语音位的AMR7.95kbps编解码器，有7个填 充位添加到RTP有效载荷。通过向RTP有效载荷添加12字节的RTP头部 而形成RTP分组，RTP头部用于传送诸如RTP序号、时间戳、M和X字 段，同步源ID等信息。

在UDP/IPv6层215中，将8字节的UDP头部和40字节的IP头部添加 到RTP分组以产生UDP/IPv6分组。UDP头部指示信源/目的地端口号和UDP 校验和，IP头部指示信源/目的地IP地址。因此，以头部和其它信息的形式， 超过60字节的开销由RTP和UDP/IPv6层210、215添加到原始的159位的 语音帧，导致位尺寸增加超过300％。