СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ МЕДИАПОТОКА БЕЗ ПОТЕРЬ ПОСЛЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ МЕЖДУ ОБЫЧНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ И СЕКРЕТНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК H04H60/91 H04W12/02 

Область техники

Данное изобретение относится к технологии передачи медиапотока без потерь в области подвижной связи, в частности к способу и системе для осуществления передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение.

Предпосылки создания изобретения

В системах связи стоимость строительства и стоимость технического обслуживания частной сети очень высоки, период строительства очень длинен, и частная сеть не обладает универсальностью. Поэтому в настоящее время при строительстве частной сети, как правило, используется режим оверлейной сети, то есть специальные устройства, удовлетворяющие частным требованиям, "накладываются" на универсальную сеть связи, чтобы осуществлять функции частной сети. Например, частная сеть шифрованной связи может быть создана на основе сети связи с множественным доступом с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access, CDMA), при этом сеть CDMA осуществляет только передачу шифрованной речи и не осуществляет ее расшифровку.

В области связи с развитием систем подвижной связи третьего поколения (3G) архитектура сети подвижной связи CDMA была разделена на две части: сеть радиодоступа и базовую сеть.

Как показано на фиг.1, центр коммутации подвижной связи (Mobile Switching Center, MSC) развился с разделением на две части: эмуляцию 101 центра коммутации подвижной связи (Mobile Switching Center Emulation, MSCe) и медиашлюз (Media Gateway, MGW) 103, так, чтобы управление и транспортировка были разделены, и технология коммутации каналов и мультиплексирования с временным разделением (Time Division Multiplex, TDM) была заменена технологией сети с коммутацией пакетов. При этом эмуляция MSCe 101 обеспечивает функцию управления соединением и управление мобильностью, медиашлюз 103 обеспечивает функцию управления средой передачи, предоставляет ресурсы передачи и реализует функцию манипуляции медиапотоком. Эмуляция MSCe 101 обменивается потоком 105 сигнализации с базовой станцией 102, медиашлюзом 103 и узловой станцией 104 коммутации, а обмен медиапотоком 106 осуществляется между базовой станцией 102, медиашлюзом 103 и узловой станцией 104 коммутации.

Эмуляция MSCe 101 и медиашлюз 103 - два элемента сети, принадлежащие базовой сети, причем медиашлюз 103 осуществляет преобразование между различными форматами кодирования-декодирования различных доменов с пакетной коммутацией (то есть доменов на основе протоколов Интернет (Internet Protocol, IP)) или форматами домена с пакетной коммутацией и домена с коммутацией каналов (то есть домена TDM). Такое преобразование формата кодирования-декодирования называется работой с удаленным транскодером (Remote Transcoder Operation, RTO), и во время работы с удаленным транскодером сжатие, кодирование и декодирование медиапотока будет вызывать ухудшение медиапотока. Если форматы кодирования-декодирования обоих концов в домене с пакетной коммутацией одинаковые, то преобразование формата кодирования-декодирования не требуется, что называется бестранскодерной передачей (Transcoder Free Operation, TrFO), и во время работы TrFO сжатие, кодирование и декодирование медиапотока не будет вызывать его ухудшения.

Шифрованное соединение от одного частного терминала к другому, то есть сквозное шифрованное соединение, далее называется шифрованным соединением; соответственно, сквозное нешифрованное соединение далее называется обычным соединением. Пользователь может инициировать соединение как обычное соединение, а когда разговор начнется, нажать на частном терминале кнопку для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, чтобы переключиться с обычного соединения на шифрованное соединение, и этот процесс называется переключением с обычного соединения на шифрованное соединение.

В традиционном домене с коммутацией каналов все потоки медиаинформации переносятся в домене с коммутацией каналов без кодирования или декодирования, так что нет никакой операции, которая будет ухудшать медиапотоки. Однако между различными доменами с пакетной коммутацией или в сети 3G с организацией гибридной сети с доменом с пакетной коммутацией и доменом с коммутацией каналов, если работа с удаленным транскодером медиапотока выполняется после перехода в стадию шифрованного соединения, то сжатие, кодирование и декодирование медиапотока вызовет его ухудшение, и таким образом надежность передачи ухудшится.

Например, если прозрачная передача без потерь шифрованной голосовой информации реализуется в сети CDMA, шифрованная голосовая информация не расшифровывается, чтобы добиться надежной передачи шифрованных сообщений. После того как частный терминал переключается с обычного соединения на шифрованное соединение, если необходима работа с удаленным транскодером медиапотока, то сжатие, кодирование и декодирование медиапотока вызовет ухудшение медиапотока, и таким образом ухудшит надежность передачи.

Из вышесказанного понятно, что существующая технология передачи медиапотока после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение имеет недостатки, и имеет неудобство и недостатки при действительном использовании, и поэтому должна быть улучшена.

Сущность изобретения

С учетом вышеупомянутых недостатков, целью данного изобретения является предложить способ и систему для осуществления передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, чтобы осуществить передачу медиапотока без потерь, если обычное соединение было переключено на шифрованное соединение в системе беспроводной связи.

Чтобы достигнуть этой цели, данное изобретение предлагает способ осуществления передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, применяемый в системе, которая содержит базовую станцию, медиашлюз и терминал связи. Этот способ включает следующие этапы:

А. После того как базовая станция принимает от терминала связи сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, происходит вставка в медиапоток специального медиакадра, указывающего, что было выполнено переключение с обычного соединения на шифрованное соединение, и затем медиапоток передается на медиашлюз.

В. Определение медиашлюзом, обнаруживать или нет специальный медиакадр, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, и пропускание медиашлюзом медиапотока со входа на выход независимо от того, обнаружен медиакадр или он не должен обнаруживаться.

Кроме того, этап В включает следующий шаг: если специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом, выполняется адаптация пакетов кода медиапотока к кодовому потоку импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) со скоростью 64/56 кбит/с и затем передача кодового потока ИКМ на выход.

Кроме того, после того как на этапе А базовая станция принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, по меньшей мере, один кадр сигнала двухтональной многочастотной сигнализации (Double Tone Multi-Frequency, DTMF) вставляется в передаваемый медиапоток, причем кадр сигнализации DTMF выполнен в виде любого кадра события сигнализации DTMF.

Кроме того, этап В включает следующий шаг:

В1. Если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с коммутацией каналов, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз непосредственно передает медиапоток со входа на выход без обнаружения специального медиакадра.

Кроме того, этап В включает следующий шаг:

В2. Если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них одинаковые, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз передает медиапоток непосредственно со входа на выход без обнаружения специального медиакадра.

Кроме того, этап В включает следующий шаг:

В3. Если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них различные, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока, и если формат кодирования-декодирования одного конца соединения найден тем же самым, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, а формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом согласно рекомендации G.711 Международного союза электросвязи, затем адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи.

Кроме того, если на шаге В3 медиашлюз находит, что формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, то преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполняет операцию, которая выполняется на шаге В3 в случае, когда формат кодирования-декодирования другого конца соединения является форматом G.711.

Кроме того, этап В включает следующий шаг:

В4. Если один из медиапотока на входе и медиапотока на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, а другой - в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока; и если формат кодирования-декодирования одного конца соединения найден тем же самым, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, и формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи.

Кроме того, если на шаге В4 медиашлюз находит, что формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, то тогда он преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполняет шаг, который выполняется на шаге В4 в случае, когда формат кодирования-декодирования другого конца соединения является форматом G.711.

Чтобы достигнуть вышеупомянутой цели, данное изобретение предлагает систему для осуществления передачи медиапотока без потерь, содержащую терминал связи, базовую станцию и медиашлюз, причем

терминал связи подключен к базовой станции беспроводным способом и используется для передачи на базовую станцию сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, чтобы переключать обычное соединение на шифрованное соединение;

базовая станция подключена к медиашлюзу и сконфигурирована так, чтобы после приема сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение вставлять специальный медиакадр в медиапоток и затем передавать медиапоток на медиашлюз;

медиашлюз сконфигурирован так, чтобы определять, следует обнаруживать или нет специальный медиакадр, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, причем медиашлюз пропускает медиапоток со входа на выход независимо от того, должен ли обнаруживаться специальный медиакадр или нет.

Кроме того, если специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом, то пакеты кода медиапотока адаптируются к кодовому потоку импульсно-кодовой модуляции со скоростью 64/56 кбит/с и затем передаются на выход.

Кроме того, после того как базовая станция принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, по меньшей мере, один кадр двухтональной многочастотной сигнализации (DTMF) вставляется в передаваемый медиапоток, причем кадр сигнализации DTMF выполнен в виде любого кадра события сигнализации DTMF.

Кроме того, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз не обнаруживает специальный медиакадр, а непосредственно передает медиапоток со входа на выход.

Кроме того, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них одинаковые, то на стадии разговора медиашлюз не обнаруживает специальный медиакадр, а непосредственно передает медиапоток со входа на выход.

Кроме того, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них различные, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока, и если формат кодирования-декодирования одного конца соединения найден тем же самым, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, и формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи; если формат кодирования-декодирования другого конца соединения найден не являющимся форматом G.711, то тогда преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполняет упомянутую адаптацию.

Кроме того, если один из медиапотока на входе и медиапотока на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, а другой - в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока; и если формат кодирования-декодирования одного конца соединения найден тем же самым, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, и формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудио форматом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи; если формат кодирования-декодирования другого конца соединения найден не являющимся форматом G.711, то тогда преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711 и затем выполняет упомянутую адаптацию.

С помощью вышеупомянутой технической схемы данного изобретения может быть реализована не только передача без потерь шифрованной речи на существующей станции коммутации, но также и другие элементы расположенных за ней станций коммутации в тракте передачи информируются о необходимости передачи без потерь, таким образом обеспечивая нормальную шифрованную связь, и дополнительно гарантируя надежность передачи шифрованной информации.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема, иллюстрирующая связи между устройствами в домене с пакетной коммутацией в современной сети CDMA.

Фиг.2 - схема, иллюстрирующая структуру системы, осуществляющей передачу медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение в соответствии с данным изобретением.

Фиг.3 - блок-схема способа осуществления передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение в соответствии с данным изобретением.

Сущность изобретения

Чтобы разъяснить задачи, техническую схему и преимущества данного изобретения, далее оно описано подробно с сопровождающими чертежами и формами осуществления изобретения. Должно быть понятно, что формы осуществления изобретения, описанные здесь, рассматриваются, во всех отношениях, как поясняющие данное изобретение, но не ограничивающие его.

Основная идея данного изобретения заключается в следующем: во время передачи медиапотоков медиашлюз передает медиапоток, который не нуждается в преобразовании формата кодирования-декодирования, непосредственно на выход, а для медиапотока, который нуждается в преобразовании формата кодирования-декодирования, медиашлюз пытается обнаружить специальный медиакадр в медиапотоке, и после того, как специальный медиакадр обнаружен, определяет, необходима ли адаптация, вместо того, чтобы кодировать и декодировать речевой сигнал. Если адаптация необходима, то медиапоток адаптируется к импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) 64/56 кбит/с и затем передается на выход; таким образом медиапоток не будет ухудшаться во время передачи.

Фиг.2 - схема, иллюстрирующая структуру системы, которая осуществляет передачу медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение в соответствии с данным изобретением. Эта система предпочтительно является системой сети CDMA, которая содержит, по меньшей мере, терминал 201 связи, базовую станцию 202 и медиашлюз 203, причем:

Терминал 201 связи, подключенный к базовой станции 202 беспроводным способом, используется для передачи на базовую станцию 202 сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение.

Базовая станция 202, подключенная к медиашлюзу 203, сконфигурирована так, чтобы после приема сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение вставлять специальный медиакадр в медиапоток и затем передавать медиапоток на медиашлюз 203; предпочтительно, специальный медиакадр используется для указания того, что переключение с обычного соединения на шифрованное соединение было выполнено, и может быть одним или несколькими кадрами DTMF.

Медиашлюз 203 сконфигурирован так, чтобы определять, следует обнаруживать или нет специальный медиакадр, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе, или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, и медиашлюз 203 пропускает медиапоток со входа на выход независимо от того, обнаружен или нет специальный медиакадр; другими словами, если специальный медиакадр не обнаружен, медиапоток непосредственно передается на соседнюю станцию 204 коммутации (как показано штриховой линией и блоком, изображенным штриховой линией, на фиг.2), а если специальный медиакадр обнаружен, то медиапоток передается на соседнюю коммутационную станцию после адаптации к ИКМ 64/56 кбит/с согласно форматам кодирования-декодирования обоих концов соединения. Так как различие между режимами передачи медиапотока на входе и выходе или форматами кодирования-декодирования данных медиапотока непосредственно влияют на то, будет ли вызываться ухудшение передачи медиапотока, в данном изобретении определяют, следует ли обнаруживать специальный медиакадр, вставляемый в медиапоток, в соответствии с различием между режимами передачи медиапотока на входе и выходе или форматами кодирования-декодирования данных медиапотока. Режимы передачи медиаинформации включают режим передачи медиаинформации в домене с пакетной коммутацией (то есть в домене IP) и режим передачи медиаинформации в домене с коммутацией каналов (то есть в домене TDM), а определение того, обнаруживать или нет специальный медиакадр, в медиашлюзе 203 включает, в частности, следующие четыре ситуации:

1) Если медиашлюз 203 находится на стадии обычного соединения и медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с коммутацией каналов, то никакая обработка не выполняется после того, как медиапоток переходит в стадию шифрованного соединения, медиашлюз 203 не должен обнаруживать специальный медиакадр, и информация медиапотока пропускается до и после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение.

2) Если медиашлюз 203 находится на стадии обычного соединения и медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования обоих концов одинаковые, то есть вход и выход оба работают с соединением без транскодера (Transcoder Free Operation, TrFO) в домене с пакетной коммутацией, то преобразование формата кодирования-декодирования не требуется, никакая обработка не выполняется после перехода в стадию шифрованного соединения, медиашлюз 203 не должен обнаруживать специальный медиакадр, и информация медиапотока пропускается до и после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение.

3) Если медиашлюз 203 находится на стадии обычного соединения и медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования обоих концов различны, то есть вход и выход оба работают с соединением с RTO (Remote Transcoder Operation) домена с пакетной коммутацией, то медиашлюзу 203 требуется обнаруживать специальный медиакадр, и после перехода в стадию шифрованного соединения, когда специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом 203, отключается функция улучшения речи для медиапотока, и выполняется только адаптация к ИКМ 64/56 кбит/с, без обработки кодирования и декодирования, чтобы гарантировать передачу пакетов кода без потерь.

4) Если медиашлюз 203 находится на стадии обычного соединения, и, что касается режимов передачи медиапотока, режим на входе является режимом передачи медиаинформации в домене с пакетной коммутацией, а режим на выходе является режимом передачи медиаинформации в домене с коммутацией каналов, или же режим на входе является режимом передачи медиаинформации в домене с коммутацией каналов, а режим на выходе является режимом передачи медиаинформации в домене с пакетной коммутацией, то тогда медиашлюзу 203 требуется обнаруживать специальный медиакадр, и после перехода в стадию шифрованного соединения, когда специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом 203, функция улучшения речи для медиапотока отключается и выполняется только адаптация/выделение ИКМ 64/56 кбит/с, без обработки кодирования и декодирования, чтобы гарантировать передачу пакетов кода без потерь.

Фиг.3 - блок-схема способа осуществления передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение в соответствии с данным изобретением; способ применяется в системе, показанной на фиг.2, содержащей базовую станцию 202, медиашлюз 203 и терминал 201 связи, и, в частности, способ включает следующие шаги:

S301: Когда базовая станция 202 принимает от терминала 201 связи сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, чтобы переключиться с обычного соединения на шифрованное соединение, базовая станция 202 вставляет специальный медиакадр в медиапоток и посылает медиапоток на медиашлюз 203.

В рассмотренном выше варианте осуществления изобретения, когда базовая станция 202 принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение от терминала 201 связи, базовая станция 202 вставляет один или несколько кадров DTMF (двухтональной многочастотной сигнализации) в передаваемый медиапоток; кадром DTMF может быть любой из кадров события DTMF, показанных в табл.1.

В табл.1 приведены частоты, соответствующие кадрам двухтональной многочастотной сигнализации в данном изобретении, причем первая строка представляет высокие частоты кадров DTMF, первый столбец - низкие частоты, а другие - кадры события DTMF, включающие всего 16 кадров DTMF, которыми являются 0~9, *, #, A~D. Сигнализация DTMF была постепенно применена во всем мире в телефонных аппаратах с тональным кнопочным набором, и так как DTMF обеспечивает более высокую скорость набора номера, DTMF быстро заменила сигнализацию с импульсным набором номера, используемую в традиционных телефонах с дисковым номеронабирателем. В последние годы сигнализация DTMF была также применена в интерактивном управлении, таком как языковое меню, голосовая почта, Телефон-банк, терминалы банкоматов (Automatic Teller Machine, ATM) и т.д. Генерирование и обнаружение сигнализации DTMF посредством программного обеспечения является ценным техническим приложением. Во время кодирования и декодирования кодек DTMF преобразовывает нажатия клавиш или цифровую информацию в двухтональные сигналы и посылает их, а во время декодирования обнаруживает нажатия клавиш или цифровую информацию в принимаемых сигналах DTMF. Каждая клавиша на клавиатуре телефона уникально определяется частотой строки и частотой столбца, приведенных в табл.1. Схема кодирования и декодирования DTMF не требуют большого объема вычислений, и может быть легко реализована при скорости вычислений современного компьютера.

На текущем шаге, после того как терминал 201 связи устанавливает обычное соединение, когда пользователь нажимает кнопку для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, терминал 201 связи посылает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение на базовую станцию 202; когда базовая станция 202 принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, посланное терминалом 201 связи, базовая станция 202 вставляет один кадр DTMF в передаваемый медиапоток. Вставка кадра DTMF в медиапоток реализуется центром управления базовой станции 202. Например, центр управления базовой станции вставляет кадр DTMF с длительностью 20 мс в медиапоток; так как терминал 201 связи, как правило, имеет кнопки 0~9, *, #, но не имеет кнопки A~D, то во избежание ситуации, когда пользователь непреднамеренно неправильно набирает номер клавишей и инициирует передачу без потерь шифрованной речи, для инициализации передачи шифрованной речи без потерь предпочтительно устанавливать кадры DTMF A~D, например кадр DTMF С.

S302: Медиашлюз 203 решает, следует обнаруживать или нет специальный медиакадр, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования данных медиапотока, и независимо от того, необходимо или нет обнаруживать специальный медиакадр, медиашлюз 203 пропускает медиапоток со входа на выход.

Если режимы передачи медиапотока на входе и выходе оба являются режимом передачи медиаинформации в домене с коммутацией каналов, или входной и выходной медиапотоки оба являются соединениями TrFO домена с пакетной коммутацией, то медиашлюз 203 не должен обнаруживать специальный медиакадр, и он непосредственно пропускает весь медиапоток; если вход и выход оба представляют собой соединение с RTO домена с пакетной коммутацией, то медиашлюз 203 выполняет только адаптацию ИКМ 64/56 кбит/с и не выполняет кодирование и декодирование, чтобы гарантировать передачу пакетов кода без потерь.

В рассмотренном выше первом варианте осуществления данного изобретения, если медиапотоки на входе и выходе находятся оба в режиме домена с коммутацией каналов, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз 203 не обнаруживает специальный медиакадр и пропускает медиапоток непосредственно со входа на выход.

Во втором варианте осуществления данного изобретения, если вход и выход медиапотока находятся оба в режиме домена с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования медиаданных на входе и выходе являются одинаковыми, то есть оба они представляют собой соединение TrFO домена с пакетной коммутацией, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз 203 не обнаруживает специальный медиакадр и пропускает медиапоток непосредственно со входа на выход.

В третьем варианте осуществления данного изобретения медиапотоки на входе и выходе находятся оба в режиме домена с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования медиаданных на входе и выходе различны, то есть как на входе, так и на выходе имеется соединение с RTO домена с пакетной коммутацией. Тип кодирования-декодирования одного конца соединения RTO является тем же, что и тип кодирования-декодирования терминала 201 связи, обозначенный как CODEC1; тип кодирования-декодирования другого конца соединения RTO, обозначенный как CODEC2, согласуется с соседней станцией 204 коммутации. На стадии разговора медиашлюзу 203 необходимо обнаруживать специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом 203, функция улучшения речи для медиапотока, такая как подавление шумов, эхо-компенсация, компенсация потерь кадров и т.д., отключается; если формат кодирования-декодирования соединения RTO найден как преобразуемый из CODEC1 в CODEC2 и CODEC2 является стандартным аудиоформатом G.711, то преобразование формата кодирования-декодирования из CODEC1 в G.711, как при обычном соединении, больше не выполняется, а пакеты кода CODEC1 адаптируются к кодовому потоку ИКМ 64/56 кбит/с в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи, чтобы предотвратить ухудшения шифрованных кодовых пакетов из-за преобразования формата кодирования-декодирования; если CODEC2 не является форматом G.711, то тогда просто необходимо преобразовать формат кодирования-декодирования CODEC2 в формат G.711 и затем выполнить вышеупомянутую обработку. Медиашлюз 203 передает медиапоток на выход, такой как соседняя станция 204 коммутации, через домен с пакетной коммутацией. В обратном направлении медиашлюз 203 извлекает пакеты кода в формате CODEC1 из кодового потока G.711 64/56 кбит/с, принимаемого от соседней станции 204 коммутации, и затем посылает пакеты кода на базовую станцию 202.

В четвертом варианте осуществления данного изобретения один из медиапотоков на входе и выходе находится в режиме домена с пакетной коммутацией, а другой - в режиме домена с коммутацией каналов, тип кодирования-декодирования одного конца соединения RTO тот же самый, что и тип кодирования-декодирования терминала 201 связи, обозначенный как CODEC1; другой конец является оборудованием TDM и его тип кодирования-декодирования - G.711. На стадии разговора медиашлюзу 203 необходимо обнаруживать специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом 203, специальный медиакадр преобразуется в тональный сигнал DTMF в формате G.711 и функция улучшения речи для медиапотока, такая как подавление шумов, эхо-компенсация, компенсация потерь кадров и т.д., отключается. Если найдено, что формат кодирования-декодирования соединения RTO преобразуется из CODEC1 в G.711, то преобразование формата кодирования-декодирования из CODEC1 в G.711, как при обычном соединении, больше не выполняется, а пакеты кода CODEC1 адаптируются к кодовому потоку ИКМ 64/56 кбит/с в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи, чтобы предотвратить ухудшение шифрованных пакетов кода из-за преобразования формата кодирования-декодирования. Если CODEC2 не является форматом G.711, то необходимо просто преобразовать формат кодирования-декодирования CODEC2 в формат G.711 и затем выполнить вышеупомянутую обработку. Медиашлюз 203 передает медиапоток на выход, такой как соседняя станция 204 коммутации, посредством мультиплексирования с временным разделением (TDM). В обратном направлении медиашлюз 203 извлекает пакеты кода в формате CODEC1 из 64/56 кбит/с G.711 кодированного потока, принимаемого от соседней станции 204 коммутации, и затем посылает пакеты кода на базовую станцию 202.

После приема медиапотока соседняя станция 204 коммутации также определяет, необходимо или нет обнаружение специального медиакадра. Если обнаружение необходимо и специальный медиакадр DTMF С обнаружен, функция улучшения речи для медиапотока, такая как подавление шумов, компенсация эха, компенсация потерь кадров и т.д., отключается и выполняется другая обработка согласно типам кодирования-декодирования обоих концов соединения. Если типом кодирования-декодирования одного конца является CODEC1, то выполняется та же самая операция, что и в медиашлюзе 203, в ином случае формат передачи станции коммутации автоматически преобразуется в формат G.711 и принимаемый медиапоток передается на выход полностью прозрачным образом без потерь. Такая обработка выполняется на всем маршруте соединения, чтобы гарантировать передачу без потерь шифрованных пакетов кода терминала 201 связи на шлюзовую станцию коммутации, которая выполняет обработку шифрования (названную для краткости шифрующей шлюзовой станцией коммутации) на другом конце соединения, и шифрующая шлюзовая станция коммутации выполняет обработку от обычного соединения к шифрованному соединению, и таким образом гарантирует нормальный разговор.

Подводя итоги, в данном изобретении, когда обычное соединение переключается на шифрованное соединение, базовая станция вставляет специальный медиакадр в медиапоток и посылает его на медиашлюз, медиашлюз решает, обнаруживать или нет специальный медиакадр в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе медиаинформации или форматами кодирования-декодирования медиаданных медиапотока, и независимо от того, должен или нет обнаруживаться специальный медиакадр, медиашлюз пропускает медиапоток со входа на выход; если специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом, выполняется только адаптация к ИКМ 64/56 кбит/с, без обработки кодирования и декодирования, чтобы гарантировать прозрачную и без потерь передачу шифрованных пакетов кода терминала 201 связи по маршруту соединения. С помощью этой технической схемы может быть реализована не только передача без потерь шифрованной речи на текущей коммутационной станции, но, кроме того, другим элементам сети коммутационных станций, находящимся далее по тракту передачи, сообщается, что требуется передача без потерь, чем обеспечивается надежность передачи шифрованной информации.

Конечно, данное изобретение может иметь много других вариантов осуществления, и в рамках данного изобретения специалист в данной области техники может делать различные соответствующие изменения и преобразования, находящиеся в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Промышленная применимость

Данное изобретение может быть применено в системе, которая содержит базовую станцию, медиашлюз и терминал связи, чтобы осуществлять передачу медиапотока без потерь после того, как пользователь беспроводного терминала переключается с обычного соединения на шифрованное соединение, гарантировать надежность передачи шифрованной информации и обеспечивать дополнительные средства для повышения качества обслуживания пользователя беспроводного терминала.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении надежности передачи шифрованной информации за счет передачи без потерь шифрованной речи. Способ передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, применяемый в системе, содержащей базовую станцию, медиашлюз и терминал связи, причем этот способ включает следующие этапы: после того как базовая станция принимает от терминала связи сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, в медиапоток вставляют специальный медиакадр, указывающий, что было выполнено переключение с обычного соединения на шифрованное соединение, и затем передают медиапоток на медиашлюз; медиашлюз определяет, обнаруживать ли специальный медиакадр или нет, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, и пропускает медиапоток со входа на выход независимо от того, должен ли обнаруживаться специальный медиакадр или нет. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Способ передачи медиапотока без потерь после переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, применяемый в системе, содержащей базовую станцию, медиашлюз и терминал связи, причем этот способ включает следующие этапы:
A) после того как базовая станция принимает от терминала связи сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, в медиапоток вставляют специальный медиакадр, указывающий, что было выполнено переключение с обычного соединения на шифрованное соединение, и затем передают медиапоток на медиашлюз;
B) медиашлюз определяет, обнаруживать ли специальный медиакадр или нет, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, и пропускает медиапоток со входа на выход независимо от того, должен ли обнаруживаться специальный медиакадр или нет.

2. Способ по п.1, в котором, если специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом, этап В дополнительно включает адаптацию пакетов кода медиапотока к кодовому потоку импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) со скоростью 64/56 кбит/с и затем передачу кодового потока ИКМ на выход.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий:
после того как на этапе А базовая станция принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, вставку по меньшей мере одного кадра двухтональной многочастотной сигнализации (DTMF) в передаваемый медиапоток, причем кадр сигнализации DTMF представляет собой любой кадр события сигнализации DTMF.

4. Способ по п.1, в котором этап В дополнительно включает следующий шаг:
В1) если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с коммутацией каналов, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз непосредственно передает медиапоток со входа на выход без обнаружения специального медиакадра.

5. Способ по п.1, в котором этап В дополнительно включает следующий шаг:
В2) если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них одинаковые, то на стадии шифрованного соединения медиашлюз передает медиапоток непосредственно со входа на выход без обнаружения специального медиакадра.

6. Способ по п.2, в котором этап В дополнительно включает следующий шаг:
В3) если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них различные, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока, и если формат кодирования-декодирования одного конца соединения найден тем же самым, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, а формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи.

7. Способ по п.6, дополнительно включающий:
на шаге В3, если медиашлюз находит, что формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, преобразование формата кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполнение шага, который выполняется на шаге ВЗ в случае, когда формат кодирования-декодирования другого конца соединения является форматом G.711.

8. Способ по п.2, в котором этап В дополнительно включает:
В4) если один из медиапотока на входе и медиапотока на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, а другой - в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока; и если установлено, что формат кодирования-декодирования одного конца соединения тот же самый, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, и формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи.

9. Способ по п.8, дополнительно включающий:
если на шаге В4 медиашлюз находит, что формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, преобразование формата кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполнение шага, который выполняется на шаге В4 в случае, когда формат кодирования-декодирования другого конца соединения является форматом G.711.

10. Система для осуществления способа по любому из пп.1-9, содержащая:
терминал связи, который подключен к базовой станции беспроводным способом и используется для передачи на базовую станцию сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение для переключения с обычного соединения на шифрованное соединение;
базовую станцию, которая подключена к медиашлюзу и сконфигурирована так, чтобы после приема сообщения переключения с обычного соединения на шифрованное соединение вставлять специальный медиакадр в медиапоток и затем передавать медиапоток на медиашлюз;
медиашлюз, сконфигурированный так, чтобы определять, следует обнаруживать специальный медиакадр или нет, в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе или в соответствии с режимами передачи медиапотока на входе и выходе и форматами кодирования-декодирования медиаданных, причем медиашлюз пропускает медиапоток со входа на выход независимо от того, должен ли обнаруживаться специальный медиакадр или нет.

11. Система по п.10, в которой, когда специальный медиакадр обнаружен медиашлюзом, пакеты кода медиапотока адаптируются к кодовому потоку импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) со скоростью 64/56 кбит/с и затем передаются на выход.

12. Система по п.10, в которой, после того как базовая станция принимает сообщение переключения с обычного соединения на шифрованное соединение, в передаваемый медиапоток вставляется по меньшей мере один кадр двухтональной многочастотной сигнализации (DTMF), причем кадр сигнализации DTMF представляет собой любой кадр события сигнализации DTMF.

13. Система по п.10, в которой, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз не обнаруживает специальный медиакадр, а непосредственно передает медиапоток со входа на выход.

14. Система по п.10, в которой, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них одинаковые, то на стадии разговора медиашлюз не обнаруживает специальный медиакадр, а непосредственно передает медиапоток со входа на выход.

15. Система по п.11, в которой, если медиапоток как на входе, так и на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, и форматы кодирования-декодирования медиаданных в них различные, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока; и если установлено, что формат кодирования-декодирования одного конца соединения тот же самый, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, и формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи; а если формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, то тогда преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711, и затем выполняет упомянутую адаптацию.

16. Система по п.11, в которой, если один из медиапотока на входе и медиапотока на выходе передается в режиме с пакетной коммутацией, а другой - в режиме с коммутацией каналов, то на стадии разговора медиашлюз обнаруживает специальный медиакадр, и когда специальный медиакадр обнаружен, сначала отключает функцию улучшения речи для медиапотока; и если установлено, что формат кодирования-декодирования одного конца соединения тот же самый, что и формат кодирования-декодирования терминала связи, а формат кодирования-декодирования другого конца соединения является аудиоформатом стандарта G.711, то тогда адаптирует пакеты кода в формате кодирования-декодирования одного конца соединения к кодовому потоку ИКМ в формате G.711 в соответствии с согласованным форматом шифрованной связи; если формат кодирования-декодирования другого конца соединения не является форматом G.711, то тогда преобразовывает формат кодирования-декодирования в формат G.711 и затем выполняет упомянутую адаптацию.