专利名称：用于在数字通信系统中建立通信链路的方法
技术领域：
本发明通常涉及通信系统，具体涉及在数字通信系统中的通信单元之间建立通信的方法。
背景技术：
在其中使用慢比特率音码器完成语音编码并且部分通信通道是经由空中接口的数字通信系统中，可以导致相对长的延迟。这些长的延迟是由例如低速链路的前向误差修正技术、TDM多路复用延迟、以及串行化所导致的。如果由于例如长延迟链路，其可以为SATCOM链路或拨号链路上的重新路由的其他原因增加了较长延迟，那么终端用户可能突然经受长的延迟，这可能危及通话质量或者使得用户认为呼叫将断线。
当前的方案预期系统中的所有链路以相等的延迟操作，并以向呼叫增加固定延迟操作，以减小或除去由于切断问题的音频丢失。为了清晰的通信，在单工(simplex)呼叫中的第一话音突发的开始被丢失，这在本领域中已知为“发射(shoot)”-“不发射”效应，其中将丢失“不发射”。切断(truncate)的话音的持续时间大约等于在用于长和短延迟链路的单向传播时间中的差异的两倍，并可以接近于600MS。
在图1中列出在现有技术方案中出现的问题。为了清楚的目的，在图中不包括通信单元(例如，便携式移动无线电设备)。第一基站(BS)102、第二BS108和呼叫处理服务器(CPS)106经历初始呼叫建立阶段110。最终CPS106发送出信道许可(grant)指令112，其中许可了呼叫请求并分配资源。将信道许可指令112发送到所包括的基站102和108，其将加入114形成多点传送树的多点传送组。多点传送树允许语音数据分组从源基站流到接收基站。由于在第一BS102操作于其上的链路上的长延迟，多点传送状态不在预定时间内由集结(rendezvous)点(RP)路由器104建立。反过来，将转储(dump)116第一语音帧，并且这导致对于组群呼叫的问题，具体对于端对端加密呼叫的问题。群组呼叫通常使用直接建立方法，其中在已经将MS发送到业务信道之后，语音帧立即从源流到目标。然后当没有在预计时间内建立多点传送状态时，由于在RP路由器中删除语音帧，发生切断。由于起始加密同步丢失，端对端加密的呼叫也将受损失，并且这将增加另外的一或两秒钟的音频丢失。对于具有端对端加密的无线通信系统，使接收终端中的解密模块与发送终端中的加密模块同步的同步信息被嵌入音频数据流中。特别是在加密的音频数据流的最开始中，重复的同步信息替代语音信息，使得确保当加密的语音数据开始到达时，解密模块被同步。同样，每一秒，将同步信息放置在音频数据流中，使得允许所称的迟进入(late entry)。在下列情形下发生迟进入。当两个保密的系统在通信时，两方需要在密码机算法中的完全相同的矢量状态中。因此多数保密系统发送该矢量作为第一数据。然而，如果接收方丢失该矢量(接收无线电设备可能被关闭)，那么其将永远不能解密消息的剩余部分。因此以交织进数据的小部分发送加密矢量。这使得无线电设备即使丢失第一部分，也重新获得加密同步。
如在现有技术方案中，切断除去了在数据流的开始中的该同步突发，连接到站点的终端将总是执行迟进入，其将增加额外切断的一或两秒钟。
现有技术方案没有提供特别的装置来对付其中呼叫的一方在长延迟链路上操作而另一方在短延迟链路上操作的情形。这导致所述的切断。相对于呼叫建立和语音延迟的性能如同对于短延迟链路的一样好。
在双工连接中，切断不是个问题。然而，由于例如卫星链路的长语音延迟将导致通话中的问题，由于总的单向延迟可以是600ms。并且这超出了认为是成功的双工通话限度的400ms的限度。在具有短延迟链路和长延迟链路的混合的网络中，双工链路中的用户将不知道他们在长延迟连接上而不是在短延迟连接上通信，直到他们经受需要特定通话规范的通话困难。在该情形中，对于呼叫的第一方丢失双工通信的效率。
发明内容
有对于在数字通信系统中使用的方法的需要，该方法减轻或者克服了现有技术的不足。
根据本发明的第一方面，提供了如权利要求1所要求的一种在数字通信系统中的至少两个通信单元之间建立通信的方法。
根据本发明的第二方面，提供了如权利要求23所要求的通信系统。
根据本发明的第三方面，提供了如权利要求24所要求的通信单元。
本发明有益地允许具有端对端加密的呼叫的一致性能，而不论链路延迟。由于在呼叫期间测量延迟，用于调节通信系统的延迟动态地改变，并且这确保了延迟值是最佳的以及在最高可能性程度上保持呼叫和通话的质量。此外，在具有过长延迟的双工呼叫中，通知用户关于该长延迟，使得可以从呼叫的开始应用特定通话规范。
将从下面结合附图所作的详细说明中更加全面地理解并评价本发明，在附图中图1是在现有技术中已知的数字通信系统中建立连接的方法的消息顺序图，图2是说明根据本发明的一个实施例的通信系统的图，图3是说明根据本发明的一个实施例的在数字通信系统中建立连接的方法的消息顺序图。
具体实施例方式
在此的术语“多点传送组”在下文指示以点到多点方式操作的一组网际协议端点。
在此的术语“多点传送树”在下文指示包括公知常识多个连接在一起彼此形成网络的节点的结构。该结构是树结构，其中集结点是根。称为多点传送分组的特定IP分组以点到多点的方式流过该树。
参照图2和3，示出了根据本发明的在数字无线通信系统200中建立通信的方法的一个实施例。当两个通信单元202和208试图建立通信链路时，其中第一通信单元202在长延迟链路204上操作而第二通信单元208在短延迟链路206上操作，然后为了避免丢失第一音频数据分组的危险，在短延迟链路的站点(site)延迟392音频数据块的传输118。
在操作中，第一基站(BS)102和第二BS108以及呼叫处理服务器(CPS)106经历初始呼叫建立阶段110。最终CPS106发出信道许可指令112，其中许可了呼叫请求并分配业务信道和集聚点(RP)路由器。将信道许可指令112发送到所包括的基站102和108，然后其将加入114形成多点传送树的多点传送组。当生成多点传送树时，第二BS开始将音频数据块发送118到多点传送树。发送118音频数据块的步骤被延迟302某时间，该时间大约等于在长延迟链路204上的单向传播时间和短延迟链路206上的单向传播时间的值的差异的两倍。在第一话音项中延迟发送118的步骤。将第一话音项定义为从一键通(PTT)请求到PTT释放的语音帧的集，其中PTT请求和PTT释放都来自源通信单元。因此限定为语音帧，该语音帧从一个通信单元发起，并且该语音帧的边界是用户通过按压PTT开始通话并通过释放PTT停止通话的时间。
在一个实施例中，由第一BS102和第二BS108预设并提供在短延迟链路206和长延迟链路204上的单向传播时间。在该方案中，CPS106保持具有这些传播时间的表，这些传播时间可以通过基站测量并且然后在表中更新。即使当基站不包括在呼叫中时，可以执行该传播时间的测量。
在另一实施例中，由网络设施测量传播时间。可以由CPS106或基站102和108、基站控制器、集结点(RP)路由器104或其他网络设备完成该测量。可用于这种测量的一个方法是试通(pinging)步骤。
一旦得知延迟302的需要值，引入所述延迟有多个可能的实现。
在一个实施例中，通过延迟将信道许可指令发送到第二BS108，而延迟302音频数据块的所述发送118步骤。
在另一实施例中，通过在第二BS108中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送118步骤。
在还一实施例中，通过在RP路由其104中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送118步骤。
在还一实施例中，通过在CPS106中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送118步骤。
或者，通过在第二通信单元208中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送118步骤。
在现代通信系统中，通信单元是移动的并适于改变它们的地理位置，同时还保持呼叫。当所述通信单元202或208之一改变其地理位置时，可能发生其还转换到另一个基站。在该情况下，在其上新基站操作的链路的传播时间可与前一个不同。通过测量传播时间，在呼叫期间，可以将延迟302动态地调节到新的条件。
除了使用延迟302，由所述通信单元通知通信单元202和208的用户他们在具有长传播时间的连接上操作，这导致长延迟。该通知帮助用户使用特定的通话规范。网络设施通知通信单元202和208它们在长传播时间连接上操作，并且反过来通信单元以视频或音频信号的形式通知它们的用户。
在方案中，由端到端加密确保在第一通信单元202和第二通信单元208之间的通信，音频数据块的传输的所述延迟302确保不丢失同步数据块。结果，不需要执行“迟进入”。在端到端加密中的同步数据块替代在数据流开始的音频数据块的相应的总量。
在一个实施例中，所述第一通信单元202和第二通信单元可以在不同的通信系统操作。
值得注意该方案可以施加到单工呼叫以及双工呼叫，到群组呼叫和使用直接建立的呼叫。
权利要求
1.一种在数字通信系统(200)中的至少两个通信单元(202，208)之间建立通信的方法，其中第一通信单元(202)在长延迟链路上操作并且第二通信单元(208)在短延迟链路上操作，其特征在于，在短延迟链路的站点延迟(302)音频数据块的传输(118)。
2.如权利要求1的方法，包括步骤a)在第一基站(BS)(102)和第二BS(108)与呼叫处理服务器(CPS)(106)之间启动呼叫建立阶段(110)，其中第一BS(102)在长延迟链路上操作以及第二BS(108)在短延迟链路上操作；b)由CPS(106)将信道许可指令(112)发送到第一BS(102)和第二BS(108)；c)由第一BS和第二BS加入(114)多点传送组；d)产生多点传送树；e)将音频数据块发送(118)到多点传送树。
3.如权利要求1或2的方法，其中加在短延迟链路上的延迟(302)的值大约等于在长延迟链路上的单向传播时间和在短延迟链路上的单向传播时间的值的差异的两倍。
4.如权利要求3的方法，其中由第一BS(102)和第二BS(108)预设并提供在短延迟链路和长延迟链路上的单向传播时间。
5.如权利要求3的方法，其中由网络设施测量在短延迟链路上和在长延迟链路上的单向传播时间。
6.如权利要求5的方法，其中由CPS(106)测量在短延迟链路上和在长延迟链路上的单向传播时间。
7.如权利要求2至6的任意一个的方法，其中通过延迟将许可信道指令发送到第二BS(108)而延迟(302)音频数据块的所述发送(118)步骤。
8.如权利要求2至6的任意一个的方法，其中通过在第二BS(108)中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送(118)步骤。
9.如权利要求2至6的任意一个的方法，其中通过在集结点(RP)路由器(104)中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送(118)步骤。
10.如权利要求1至6的任意一个的方法，其中通过在第二通信单元(208)中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送(118)步骤。
11.如权利要求1至6的任意一个的方法，其中通过在CPS(106)中缓存音频数据块而延迟音频数据块的所述发送(118)步骤。
12.如权利要求5或权利要求6的方法，其中使用试通步骤来测量。
13.如权利要求1至3或权利要求5或权利要求6的任意一个的方法，其中延迟(302)动态地变化，同时通信单元的任何一个转换到具有不同的单向传播时间的另一链路。
14.如上述任何一个权利要求的方法，其中第一通信单元(202)和第二通信单元(208)通知它们的用户它们在具有长延迟的连接上操作。
15.如权利要求14的方法，其中对于所述通知，使用音频或视频信号。
16.如上述任何一个权利要求的方法，其中第一通信单元(202)和第二通信单元(208)之间的通信是单工通信。
17.如上述任何一个权利要求的方法，其中第一通信单元(202)和第二通信单元(208)之间的通信是双工通信。
18.如上述任何一个权利要求的方法，其中通过端到端加密确保第一通信单元(202)和第二通信单元(208)之间的通信。
19.如权利要求18的方法，其中同步数据块替代在数据流的开始的音频数据块的相应的总量。
20.如上述任何一个权利要求的方法，其中在至少两个通信单元之间的通信是使用直接建立方法的呼叫。
21.如上述任何一个权利要求的方法，其中在第一话音项中延迟音频数据块的所述发送(118)步骤。
22.如上述任何一个权利要求的方法，其中第一通信单元(202)和第二通信单元(208)在不同的通信系统中操作。
23.一种适于根据在权利要求1至22中限定的方法操作的数字通信系统(200)。
24.一种适于根据在权利要求1至22中限定的方法操作的通信单元(200)。
25.根据权利要求23的通信单元，其中该通信单元是TETRA无线电设备或ASTRO/APCO25无线电设备或IDEN无线电设备、GSM无线电设备、GSM-R无线电设备或使用低速率音码器的任何数字无线电设备系统。
全文摘要
一种在数字通信系统(200)中的至少两个通信单元(202，208)之间建立通信的方法，其中第一通信单元(202)在长延迟链路上操作并且第二通信单元(208)在短延迟链路上操作，其中在短延迟链路的站点延迟(302)音频数据块的传输(118)。
文档编号H04B7/185GK1883136SQ200480034360
公开日2006年12月20日 申请日期2004年8月2日 优先权日2003年11月21日
发明者斯文·亨利·弗兰德森, 本尼·克里斯滕森, 斯文森 彼得·威廉·希尔丁 申请人:摩托罗拉公司