WO2005115033A1 - Method and radio station for transmitting data via packet-switched transmission links - Google Patents

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WO2005115033A1
WO2005115033A1 PCT/EP2005/051993 EP2005051993W WO2005115033A1 WO 2005115033 A1 WO2005115033 A1 WO 2005115033A1 EP 2005051993 W EP2005051993 W EP 2005051993W WO 2005115033 A1 WO2005115033 A1 WO 2005115033A1
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rate
packet
segments
minimized
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PCT/EP2005/051993
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Markus Kaindl
Günther LIEBL
Florian Reif
Wen Xu
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0014Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the source coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0015Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the adaptation strategy

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting data via packet-switched transmission links and a corresponding radio station, in particular a mobile station or a base station of a mobile radio network.
  • An essential goal of future data transmission methods is the provision of flexible packet-switched transmission modes, in particular via the air interface of a mobile radio system.
  • Flexible multi-rate encoders are known for encoding data, which are variable with regard to their output data rate. It is also known to encode data into data packets using such multi-rate encoders and to divide the data packaged in this way into data segments.
  • the transmission capacity of packet-switched transmission links is not used equally efficiently with every combination of output data rate, data size of the data packets used and data size of the data segments used.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a technical teaching which enables efficient transmission of data over packet-switched transmission links.
  • the invention is solved by the features of the independent claims.
  • Advantageous and expedient developments of the invention are determined by the features of the dependent claims.
  • Further developments of the device claim, which correspond to the dependent claims of the method claim, are also within the scope of the invention.
  • the invention is therefore based on the idea of dynamically setting the output data rate of a multirate encoder in such a way that the number of resulting data segments required for the transmission of the data packets obtained is minimized and / or that the part of one which is not occupied by data of a data packet Data segment is minimized.
  • the knowledge on which the invention is based is that the capacity of packet-switched transmission links can be used particularly efficiently if the data packets are converted into as few data segments as possible and / or if the part of the data segments which is converted after the data packet has been converted into Data segments remain free, is as small as possible.
  • the invention can be used particularly advantageously if the data packets and / or the data segments each have a data size which is taken from a large number of predefined data sizes.
  • the data packets and / or data segments can therefore only assume certain predefined rastered data sizes, the data sizes for the Data packets and the data segments in particular are different.
  • header field can in particular also be subjected to compression.
  • a preferred implementation for achieving the above-mentioned optimizations, in particular minimizations, is that
  • the error scrambling rate describes in particular the frequency or frequency with which data packets which are faulty on the input side or are detected as faulty are rejected.
  • the above-mentioned optimizations in particular minimizations, can be achieved by setting the output data rate as a function of a delay rejection rate in such a way that the delay rejection rate is minimized.
  • the delay discard rate again describes the frequency and / or frequency of the data packets which are discarded on the receiving end due to an arrival which is delayed beyond a delay threshold value.
  • the delay time can be based, for example, on a time period that lies between the arrival of two successive data packets.
  • the invention finds a particularly preferred use in a
  • the AMR is selected Mode (codec mode), that is to say the setting of the output data rate of the multi-rate encoder, preferably in such a way that the data size of the data segments selected by the mobile radio network for the current transmission channel is optimally used.
  • the aim here is also in particular to minimize the number of data segments required and the segmentation overhead of the last data segment for an AMR data packet, that is to say to minimize the part of a data segment which is not occupied by data from an AR data packet.
  • the invention is in no way limited to AMR voice transmission, but can also be used in general for packet transmissions of other multi-rates or variable-rate signals (voice, image, multimedia signals).
  • FIG. 1 flow diagram of an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the output rate optimization
  • FIG. 3 Block diagram of a radio station.
  • AMR adaptive multirate encoder
  • the data size of the data segments also corresponds to one of several predefined discrete data sizes and is set by a radio network controller depending on the channel conditions.
  • the invention optimizes the transmission quality in that the AMR codec mode is selected in such a way that the number of data segments required for the transmission of the resulting data packets is minimized and / or that the part of a data segment not occupied by data of a data packet is minimized.
  • a first step 1 the delay period between the received data packets is determined at the receiving end. If the time interval between two data packets is above a predetermined delay threshold value, the codec mode is reduced by one step in step 2. So the multi-rate Encoder data packets with a smaller data size output. If there are repeated delays that are above the delay threshold, the codec mode is reduced step by step by one level until codec mode 0 or AMR475 is reached, at which the multi-rate encoder data at a rate of 4.75 kilobytes per second outputs.
  • the error discard rate is used to set the codec mode in step 3, which describes the frequency with which data packets received incorrectly at the receiving end are discarded. If the packet loss rate is currently increasing, the codec mode is reduced in step 4. If, on the other hand, the packet loss rate does not increase, it is checked in step 5 whether the packet loss rate is decreasing. If the packet loss rate decreases, the codec mode is increased in step 6. If the packet loss rate does not decrease, a segment optimization described below is carried out in step 7.
  • Figure 2 shows an example in the upper part of three data segments ds, on which the data of a data packet are divided.
  • the first two data segments ds (left and middle data segment) are completely filled with data of the data packet.
  • the third data segment ds (right data segment), on the other hand, is only partially filled with data of the data packet.
  • the data segments ds are obviously not used optimally, since the last data segment is not completely filled.
  • line 5 of the matrix contains all differences in the size of the user data when changing to mode 0 to 7.
  • line 5 of the difference matrix searches for a better codec mode, i.e. searched for a codec mode with which the data segments can be filled optimally.
  • This codec mode is then used on the transmission side for the next data packet. For this purpose, appropriate signaling can take place from the receiving side to the transmitting side.
  • a jump from codec mode 5 to codec mode 1 leads, for example, to a reduction in the size of the useful data of the data packets by 6 bytes.
  • a jump from codec mode 5 to codec mode 8 leads to an increase in the size of the useful data by 12 bytes.
  • This information can easily be found in the above-mentioned difference matrix: the line number corresponds to the number of the current codec mode (from 1 to 8), the column number is the number of the codec mode that would have to be requested next from the remote station.
  • the respective entries indicate how many bytes are used more or less when changing the codec mode.
  • FIG. 3 shows a radio station FS, in particular a mobile station or a base station, which is set up to transmit data over packet-switched transmission links.
  • the radio station has a processor device PE, which is set up, for example in terms of programming, in such a way that the data are encoded into data packets by means of a multirate encoder, the multirate encoder being variable with regard to its output data rate.
  • the data of a data packet are divided into data segments, and the output data rate of the multirate encoder is set dynamically in such a way that the number of resulting data segments is minimized and / or that the part of a data segment which is not occupied by data of a data packet is minimized.

Abstract

The invention relates to a method for transmitting data via packet-switched transmission links, according to which the data is coded into data packets by means of a multi-rate encoder. The output processing speed of said multi-rate encoder can be varied. The data of a data packet is divided into data segments and the output processing speed of the multi-rate encoder is dynamically adjusted (21) in such a way that the number of the resultant data segments is minimised (23) and/or that the part of a data segment that is not filled with the data of a data packet is minimised (22).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Funkstation zur Übertragung von Daten über paketvermittelte ÜbertragungsstreckenMethod and radio station for the transmission of data over packet-switched transmission links
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten über paketvermittelte Übertragungsstrecken und eine entsprechende Funkstation, insbesondere eine Mobilstation o- der eine Basisstation eines Mobilfunknetzes.The invention relates to a method for transmitting data via packet-switched transmission links and a corresponding radio station, in particular a mobile station or a base station of a mobile radio network.
Ein wesentliches Ziel zukünftiger Datenübertragungsverfahren ist die Zurverfügungstellung flexibler paketvermittelter Ü- bertragungsmodi, insbesondere über die Luftschnittstelle eines Mobilfunksystems .An essential goal of future data transmission methods is the provision of flexible packet-switched transmission modes, in particular via the air interface of a mobile radio system.
Zur Codierung von Daten sind flexible Multiratencodierer bekannt, die hinsichtlich ihrer Ausgangsdatenrate variabel sind. Auch ist es bekannt, Daten mittels solcher Multiratencodierer in Datenpakete zu codieren und die derart paketier- ten Daten in Datensegmente aufzuteilen.Flexible multi-rate encoders are known for encoding data, which are variable with regard to their output data rate. It is also known to encode data into data packets using such multi-rate encoders and to divide the data packaged in this way into data segments.
Insbesondere dann, wenn die Größe der Datenpakete und/oder der Datensegmente gerasterte vorde inierte Datengrößen aufweisen, wird die Übertragungskapazität paketvermittelter Ü— bertragungsstrecken nicht bei jeder Kombination von Ausgangsdatenrate, Datengröße der verwendeten Datenpakete und Datengröße der verwendeten Datensegmente gleich effizient ausgenutzt .In particular, if the size of the data packets and / or the data segments has rasterized predefined data sizes, the transmission capacity of packet-switched transmission links is not used equally efficiently with every combination of output data rate, data size of the data packets used and data size of the data segments used.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine technische Lehre anzugeben, die eine effiziente Übertragung von Daten über paketvermittelte Übertragungsstrecken ermöglicht. Die Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche bestimmt. Im Rahmen der Erfindung liegen auch Wei- terbildungen des Vorrichtungsanspruchs, die den abhängigen Ansprüchen des Verfahrensanspruchs entsprechen.The invention is therefore based on the problem of specifying a technical teaching which enables efficient transmission of data over packet-switched transmission links. The invention is solved by the features of the independent claims. Advantageous and expedient developments of the invention are determined by the features of the dependent claims. Further developments of the device claim, which correspond to the dependent claims of the method claim, are also within the scope of the invention.
Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, die Ausgangs— datenrate eines Multiratencodierers derart dynamisch einzu— stellen, dass die Anzahl der - für die Übertragung der anfallenden Datenpakte erforderlichen - resultierenden Datensegmente minimiert wird und/oder dass der nicht mit Daten eines Datenpaketes belegte Teil eines Datensegments minimiert wird.The invention is therefore based on the idea of dynamically setting the output data rate of a multirate encoder in such a way that the number of resulting data segments required for the transmission of the data packets obtained is minimized and / or that the part of one which is not occupied by data of a data packet Data segment is minimized.
Die der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis liegt darin, dass die Kapazität paketvermittelter Übertragungsstrecken dann besonders effizient ausgenutzt werden kann, wenn die Datenpakete in möglichst wenige Datensegmente umgesetzt werden und/oder wenn der Teil der Datensegmente, der nach einer Um- setzung der zum Übertragen des Datenpaketes in Datensegmente freibleibt, möglichst klein ist.The knowledge on which the invention is based is that the capacity of packet-switched transmission links can be used particularly efficiently if the data packets are converted into as few data segments as possible and / or if the part of the data segments which is converted after the data packet has been converted into Data segments remain free, is as small as possible.
Aufwendige, der Erfindung zugrundeliegende Simulationen ergaben, dass diese Ziele durch eine dynamische Einstellung der Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers erreicht werden können.Complex simulations on which the invention is based showed that these goals can be achieved by dynamically setting the output data rate of the multirate encoder.
Besonders vorteilhaft kann die Erfindung dann Anwendung finden, wenn die Datenpakete und/oder die Datensegmente jeweils eine Datengröße aufweisen, die aus einer Vielzahl von vordefinierten Datengrößen entnommen ist. Die Datenpakete und/oder Datensegmente können also nur bestimmte vordefinierte gerasterte Datengrößen einnehmen, wobei die Datengrößen für die Datenpakete und die Datensegmente insbesondere verschieden sind.The invention can be used particularly advantageously if the data packets and / or the data segments each have a data size which is taken from a large number of predefined data sizes. The data packets and / or data segments can therefore only assume certain predefined rastered data sizes, the data sizes for the Data packets and the data segments in particular are different.
Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, den Datenpaketen vor einer Aufteilung in Datensegmente noch ein Kopffeld hinzuzufügen, das insbesondere noch einer Kopffeldkompression unterzogen werden kann.Of course, it is also within the scope of the invention to add a header field to the data packets before it is divided into data segments, which header field can in particular also be subjected to compression.
Eine bevorzugte Realisierung zur Erreichung der obengenannten Optimierungen, insbesondere Minimierungen, liegt darin, dieA preferred implementation for achieving the above-mentioned optimizations, in particular minimizations, is that
Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers in Abhängigkeit von einer Fehler—Verwurfsrate derart einzustellen, dass die Fehler—Verwurfsrate minimiert wird; die Fehler-Verwur srate beschreibt dabei insbesondere die Häufigkeit oder Frequenz, mit der emp angsseitig fehlerhafte oder als fehlerhaft detektier- te Datenpakete verworfen werden.Set the output data rate of the multirate encoder in dependence on an error discard rate in such a way that the error discard rate is minimized; The error scrambling rate describes in particular the frequency or frequency with which data packets which are faulty on the input side or are detected as faulty are rejected.
Ergänzend oder alternativ dazu können obengenannte Optimierungen, insbesondere Minimierungen dadurch erreicht werden, dass die Ausgangsdatenrate in Abhängigkeit von einer Verzöge- rungs-Verwurfsrate derart eingestellt wird, dass die Verzöge- rungs-Verwurfsrate minimiert wird. Die Verzögerungs— Verwurfsrate beschreibt dabei wieder die Häufigkeit und/oder Frequenz der Datenpakete, die empfangeseitig aufgrund eines über einen Verzögerungsschwellwert hinaus verzögerten Eintreffens verworfen werden. Die Verzögerungsdauer kann beispielsweise auf einer Zeitdauer, die zwischen dem Eintreffen zweier aufeinander folgender Datenpakte liegt, basieren.In addition or as an alternative to this, the above-mentioned optimizations, in particular minimizations, can be achieved by setting the output data rate as a function of a delay rejection rate in such a way that the delay rejection rate is minimized. The delay discard rate again describes the frequency and / or frequency of the data packets which are discarded on the receiving end due to an arrival which is delayed beyond a delay threshold value. The delay time can be based, for example, on a time period that lies between the arrival of two successive data packets.
Besonders bevorzugten Einsatz findet die Erfindung in einerThe invention finds a particularly preferred use in a
AMR(Adaptive Multrate) -Sprachübertragung in Echtzeit über paketvermittelte Übertragungskanäle, insbesondere eines Mobilfunknetzwerks. In diesem Fall erfolgt die Auswahl des AMR- Modus (Codecmodus), also die Einstellung der Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers, bevorzugt in der Art, dass die durch das Mobilfunknetzwerk für den aktuellen Übertragungskanal ausgewählte Datengröße der Datensegmente optimal ausgenutzt wird. Ziel ist auch dabei insbesondere die Minimierung der benötigten Anzahl an Datensegmenten und des Segmentie- rungsoverheads des letzten Datensegmentes für ein AMR- Datenpaket, also die Minimierung des nicht mit Daten eines A R-Datenpakets belegten Teils eines Datensegments .AMR (Adaptive Multrate) voice transmission in real time via packet-switched transmission channels, in particular a mobile radio network. In this case, the AMR is selected Mode (codec mode), that is to say the setting of the output data rate of the multi-rate encoder, preferably in such a way that the data size of the data segments selected by the mobile radio network for the current transmission channel is optimally used. The aim here is also in particular to minimize the number of data segments required and the segmentation overhead of the last data segment for an AMR data packet, that is to say to minimize the part of a data segment which is not occupied by data from an AR data packet.
Die Erfindung ist aber keinesfalls auf die AMR- Sprachübertragung begrenzt, sondern auch allgemein für Paketübertragungen von anderen Multiraten bzw. variabelratigen Signalen (Sprach-, Bild-, Multimedia—Signalen) einsetzbar.However, the invention is in no way limited to AMR voice transmission, but can also be used in general for packet transmissions of other multi-rates or variable-rate signals (voice, image, multimedia signals).
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, zu deren Veranschaulichung nachstehend angeführte Figuren dienen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below, for the illustration of which the figures given below are used:
Figur 1 Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;FIG. 1 flow diagram of an exemplary embodiment of the invention;
Figur 2 Prinzipdarstellung der Ausgangsratenoptimierung;FIG. 2 shows a schematic diagram of the output rate optimization;
Figur 3 Prinzipschaltbild einer Funkstation.Figure 3 Block diagram of a radio station.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Realisierung von niederratigen Multimediaappliaktionen, wie Voi— ce oder IP, über GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network) , über paketvermittelte Übertragungsstrecken erläutert, welche insbesondere auf dem GPRS (General Packe Radio Service) Protokoll basieren. Sprachsignale werden zunächst einer flexiblen Multiratenco- dierung unterzogen und dabei in Datenpakete umgesetzt. Als Multiratencodierer wird ein adaptiver Multiratencodierer (AMR) eingesetzt, wie er in "ETSI, GSM 06.90, version 7.2.1, Release 1998", beschrieben ist. Der gewählte AMR Codec modus bestimmt die Ausgangsdatenrate und die Datengröße der von dem Multiratencodierer ausgegebenen Datenpakete, wobei die Datengröße einer von mehreren vorgegebenen diskreten Datengrößen entspricht.The invention is explained below by way of example on the basis of the implementation of low-rate multimedia applications, such as voice or IP, via GERAN (GSM / EDGE Radio Access Network), via packet-switched transmission links, which are based in particular on the GPRS (General Packe Radio Service) protocol. Speech signals are first subjected to flexible multi-rate coding and converted into data packets. An adaptive multirate encoder (AMR) is used as the multirate encoder, as described in "ETSI, GSM 06.90, version 7.2.1, Release 1998". The selected AMR codec mode determines the output data rate and the data size of the data packets output by the multi-rate encoder, the data size corresponding to one of several predefined discrete data sizes.
Diese in der Netwerkschicht (Network Layer) generierten Datenpakete werden in einer anderen Protokollschicht, insbesondere der RLC (Radio Link Control) /MAC (Medium Access Control)- Schicht in Datensegmente umgesetzt, welche schließlich nach eventuellen weiteren Verarbeitungsschritten über einen Funk— kanal übertragen werden. Die Datengröße der Datensegmente entspricht dabei ebenfalls einer von mehreren vorgegebenen diskreten Datengrößen und wird von einem Radio Network Controller in Abhängigkeit von den Kanalbedingungen eingestellt.These data packets generated in the network layer are converted into data segments in another protocol layer, in particular the RLC (Radio Link Control) / MAC (Medium Access Control) layer, which are finally transmitted via a radio channel after any further processing steps , The data size of the data segments also corresponds to one of several predefined discrete data sizes and is set by a radio network controller depending on the channel conditions.
Die Erfindung optimiert dabei die Übertragungsqualität dadurch, dass der AMR Codec Modus so gewählt wird, dass die Anzahl der für die Übertragung der anfallenden Datenpakete erforderlichen Datensegmente minimiert wird, und/oder dass der nicht mit Daten eines Datenpaketes belegte Teil eines Datensegments minimiert wird.The invention optimizes the transmission quality in that the AMR codec mode is selected in such a way that the number of data segments required for the transmission of the resulting data packets is minimized and / or that the part of a data segment not occupied by data of a data packet is minimized.
Hierfür wird in einem ersten Schritt 1, wie in Figur 1 gezeigt, empfangsseitig die Verzögerungsdauer zwischen den emp- fangenen Datenpakten ermittelt. Liegt der zeitliche Abstand zwischen zwei Datenpaketen über einem vorgegebenen Verzögerungsschwellwert, so wird der Codec Modus in emem Schritt 2 um eine Stufe reduziert. Es werden also durch den Multiraten- codierer Datenpakete mit einer kleineren Datengröße ausgegeben. Treten wiederholt Verzögerungen, die über dem Verzögerungsschwellwert liegen, auf, so wird der Codecmodus schrittweise jeweils um eine Stufe reduziert bis am Ende der Codec Modus 0 bzw. AMR475 erreicht ist, bei dem der Multiratencodierer Daten mit einer Rate von 4,75 Kilobytes pro Sekunde ausgibt.For this purpose, in a first step 1, as shown in FIG. 1, the delay period between the received data packets is determined at the receiving end. If the time interval between two data packets is above a predetermined delay threshold value, the codec mode is reduced by one step in step 2. So the multi-rate Encoder data packets with a smaller data size output. If there are repeated delays that are above the delay threshold, the codec mode is reduced step by step by one level until codec mode 0 or AMR475 is reached, at which the multi-rate encoder data at a rate of 4.75 kilobytes per second outputs.
Überschreitet dagegen die ermittelte Verzögerungszeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellwert nicht, so wird zur Einstellung des Codecmodus in Schritt 3 die Fehler—Verwurfsrate herangezogen, welche beschreibt, mit welcher Häufigkeit emp- fangsseitig fehlerhaft empfangene Datenpakete verworfen werden. Steigt die Paketverlustrate momentan an, so wird der Co- dec Modus in Schritt 4 reduziert. Steigt dagegen die Paketverlustrate nicht an, so wird in Schritt 5 überprüft, ob die Paketverlustrate zurückgeht. Falls die Paketverlustrate zurückgeht, so wird der Codec Modus in Schritt 6 erhöht. Falls die Paketverlustrate nicht zurückgeht, so wird in Schritt 7 eine im Folgenden beschriebene SegmentOptimierung durchgeführt .If, on the other hand, the determined delay time does not exceed the predefined delay threshold value, the error discard rate is used to set the codec mode in step 3, which describes the frequency with which data packets received incorrectly at the receiving end are discarded. If the packet loss rate is currently increasing, the codec mode is reduced in step 4. If, on the other hand, the packet loss rate does not increase, it is checked in step 5 whether the packet loss rate is decreasing. If the packet loss rate decreases, the codec mode is increased in step 6. If the packet loss rate does not decrease, a segment optimization described below is carried out in step 7.
Sind sowohl die Verzögerungs—Verwurfsrate als auch die Feh— ler-Vverwur srate vernachlässigbar, so wird versucht, unter Veränderung des aktuellen Codec Modus die vom Data Link Layer verwendete Segmentierung optimal auszunutzen. Dazu wird zunächst überprüft, ob durch eine Reduzierung des Codec Modus auf ein Datensegment verzichtet werden kann. Ist der Verzicht auf ein Datensegment auch bei Verwendung des niederratigsten Codec Modus nicht möglich, so wird das Datensegment optimal aufgefüllt. Optimal bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Codec Modus erhöht wird solange kein zusätzliches Datenseg- ment verwendet werden muss. Im günstigsten Fall ist das Datensegment also komplett gefüllt.If both the delay discard rate and the error discard rate are negligible, an attempt is made to make optimum use of the segmentation used by the data link layer by changing the current codec mode. For this purpose, it is first checked whether a data segment can be dispensed with by reducing the codec mode. If it is not possible to do without a data segment even when using the lowest-rate codec mode, the data segment is optimally filled. In this context, optimal means that the codec mode is increased as long as no additional data segment ment must be used. In the best case scenario, the data segment is completely filled.
Figur 2 zeigt beispielhaft im oberen Teil drei Datensegmente ds, auf denen die Daten eines Datenpakets aufgeteilt werden. Die ersten beiden Datensegmente ds (linkes und mittleres Datensegment) sind mit Daten des Datenpaketes vollständig aufgefüllt. Das dritte Datensegment ds (rechtes Datensegment) ist dagegen nur teilweise mit Daten des Datenpaketes aufgefüllt. Die Datensegmente ds werden offensichtlich nicht optimal genutzt, da das letzte Datensegment nicht vollständig gefüllt st. In diesem Fall wird in Schritt 21 überprüft, ob ein Verzicht auf ein Datensegment ds möglich ist. Falls ein Verzicht auf ein Datensegment nicht möglich ist, wird die Anzahl der Datensegmente beibehalten, und alle Datensegmente werden in Schritt 22 bestmöglich au gefüllt . Falls dagegen ein Verzicht auf ein Datensegment möglich ist, wird in Schritt 23 auf ein Datensegment verzichtet, und die verbleibenden Datensegmente optimal aufgefüllt.Figure 2 shows an example in the upper part of three data segments ds, on which the data of a data packet are divided. The first two data segments ds (left and middle data segment) are completely filled with data of the data packet. The third data segment ds (right data segment), on the other hand, is only partially filled with data of the data packet. The data segments ds are obviously not used optimally, since the last data segment is not completely filled. In this case, it is checked in step 21 whether it is possible to dispense with a data segment ds. If it is not possible to dispense with a data segment, the number of data segments is retained and all data segments are filled in as best as possible in step 22. If, on the other hand, it is possible to dispense with a data segment, a data segment is dispensed with in step 23 and the remaining data segments are optimally filled.
Um ein optimales Füllen der Datensegmente zu ermöglichen, wird folgende Dif erenz-Matrix eingef hrt.In order to enable the data segments to be filled optimally, the following difference matrix is introduced.
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ϋttfft rtna
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Diese hat die Größe 8 x 8 und beinhaltet die Änderung der Größe der Nutzdaten beim Wechsel von einem Codecmodus zum an- deren Codecmodus. Beispielsweise beinhaltet Zeile 5 der Matrix alle Differenzen der Größe der Nutzdaten beim Übergang zum Modus 0 bis 7.This has the size 8 x 8 and includes the change in the size of the user data when changing from a codec mode to the their codec mode. For example, line 5 of the matrix contains all differences in the size of the user data when changing to mode 0 to 7.
Die Verwendung dieser Differenz-Matrix wird im Folgenden anhand eines Beispiels kurz erklärt:The use of this difference matrix is briefly explained below using an example:
Mit jedem Datenpaket, das der Multiratendecodierer empfangs- seitig empfängt und decodiert, werden auch Informationen über den aktuell verwendeten Codecmodus und das aktuell verwendete Codierschema empfangen. Dabei wird allerdings nicht explizit die Nummer des aktuellen Codierschemas übertragen, sondern lediglich die Größe der aktuell verwendeten Datensegmente und der Grad deren Belegung. Aus diesen beiden Werten wird ermit- telt, wieviele Bytes innerhalb eines Datensegmentes ungenutzt sind und damit noch zur Verfügung stehen. Es wird versucht, einen Codecmodus zu finden, der entweder einen Verzicht auf dieses nicht komplett gefüllte Datensegment zulässt, oder falls dies nicht möglich sein sollte, einen anderen Codecmo- dus zu finden, mit dem alle Datensegmente optimal gefüllt werden. Dabei kommt die oben beschriebene Differenz—Matrix zum Einsatz. Ist das soeben empfangene Datenpaket beispielsweise mit dem Codecmodus 5 encodiert worden und sind dabei die Datensegmente nicht optimal gefüllt, so wird in Zeile 5 der Differenz-Matrix nach einem besseren Codecmodus gesucht, d.h. nach einem Codecmodus gesucht, mit dem die Datensegmente optimal gefüllt werden können. Dieser Codecmodus wird dann sendeseitig für das nächste Datenpaket angewendet. Hierzu kann eine entsprechende Signalisierung von der Empfangsseite an die Sendeseite erfolgen.With each data packet that the multirate decoder receives and decodes on the receiving side, information about the currently used codec mode and the currently used coding scheme is also received. However, the number of the current coding scheme is not explicitly transmitted, only the size of the data segments currently used and the degree of their occupancy. These two values are used to determine how many bytes are unused within a data segment and are therefore still available. An attempt is made to find a codec mode which either allows this data segment which is not completely filled to be dispensed with or, if this is not possible, to find a different codec mode with which all data segments are optimally filled. The difference matrix described above is used. If the data packet just received has been encoded with codec mode 5, for example, and the data segments are not optimally filled, line 5 of the difference matrix searches for a better codec mode, i.e. searched for a codec mode with which the data segments can be filled optimally. This codec mode is then used on the transmission side for the next data packet. For this purpose, appropriate signaling can take place from the receiving side to the transmitting side.
Ein Sprung vom Codecmodus 5 zum Codecmodus 1 führt beispielsweise zu einer Reduzierung der Größe der Nutzdaten des Daten- paketes um 6 Bytes . Ein Sprung vom Codecmodus 5 zum Codecmo— dus 8 führt dagegen zu einer Erhöhung der Größe der Nutzdaten um 12 Bytes. Diese Informationen sind der obengenannten Differenz-Matrix leicht zu entnehmen: die Zeilennummer entspricht dabei der Nummer des aktuellen Codecmodus (von 1 bis 8) , die Spaltennummer ist die Nummer des Codecmodus, der als nächster von der Gegenstelle anzufordern wäre. Die jeweiligen Einträge geben an, wie viele Bytes beim Codecmodus-Wechsel mehr oder weniger gebraucht werden.A jump from codec mode 5 to codec mode 1 leads, for example, to a reduction in the size of the useful data of the data packets by 6 bytes. A jump from codec mode 5 to codec mode 8, on the other hand, leads to an increase in the size of the useful data by 12 bytes. This information can easily be found in the above-mentioned difference matrix: the line number corresponds to the number of the current codec mode (from 1 to 8), the column number is the number of the codec mode that would have to be requested next from the remote station. The respective entries indicate how many bytes are used more or less when changing the codec mode.
Figur 3 zeigt eine Funkstation FS, insbesondere eine Mobilstation oder eine Basisstation, welche zur Übertragung von Daten über paketvermittelte Übertragungsstrecken eingerichtet ist.FIG. 3 shows a radio station FS, in particular a mobile station or a base station, which is set up to transmit data over packet-switched transmission links.
Die Funkstation weist eine Prozessoreinrichtung PE auf, die beispielsweise programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass die Daten mittels eines Multiratencodierers in Datenpakete codiert werden, wobei der Multiratencodierer hinsicht- lieh seiner Ausgangsdatenrate variabel ist. Die Daten eines Datenpaketes werden auf Datensegmente aufgeteilt, und die Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers derart dynamisch eingestellt, dass die Anzahl ,der resultierenden Datensegmente minimiert wird, und/oder dass der nicht mit Daten eines Da- tenpaketes belegte Teil eines Datensegments minimiert wird. The radio station has a processor device PE, which is set up, for example in terms of programming, in such a way that the data are encoded into data packets by means of a multirate encoder, the multirate encoder being variable with regard to its output data rate. The data of a data packet are divided into data segments, and the output data rate of the multirate encoder is set dynamically in such a way that the number of resulting data segments is minimized and / or that the part of a data segment which is not occupied by data of a data packet is minimized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übertragung von Daten über paketvermittelte Übertragungsstrecken, - bei dem die Daten mittels eines Multiratencodierers in Datenpakete codiert werden, wobei der Multiratencodierer hinsichtlich seiner Ausgangsdatenrate variabel ist, - bei dem die Daten eines Datenpaketes auf resultierende Datensegmente aufgeteilt werden, - bei dem die Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers derart dynamisch eingestellt wird, dass die Anzahl der resultierenden Datensegmente minimiert wird, und/oder dass der nicht mit Daten eines Datenpaketes belegte Teil eines resultierenden Datensegments minimiert wird.1. Method for the transmission of data via packet-switched transmission links, - in which the data are encoded into data packets by means of a multi-rate encoder, the output data rate of the multi-rate encoder being variable, - in which the data of a data packet are divided into resulting data segments, - in which the Output data rate of the multirate encoder is set dynamically such that the number of resulting data segments is minimized and / or that the part of a resulting data segment not occupied by data of a data packet is minimized.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Datenpakete eine Datengröße aufweisen, die aus einer Vielzahl von vordefinierten Datengrößen entnommen ist.2. The method according to claim 1, wherein the data packets have a data size which is taken from a plurality of predefined data sizes.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datensegmente eine Datengröße aufweisen, die aus einer Vielzahl von vordefinierten Datengrößen entnommen ist.3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the data segments have a data size that is taken from a plurality of predefined data sizes.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem den Datenpaketen ein Kopffeld hinzugefügt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, in which a header field is added to the data packets.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem empfangsseitig fehlerhafte Datenpakete verworfen werden, und bei dem die Ausgangsdatenrate in Abhängigkeit von der Fehler- Verwurfsrate derart eingestellt wird, dass die Fehler- Verwurfsrate minimiert wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, in which faulty data packets are discarded at the receiving end, and in which the output data rate is set as a function of the error rejection rate in such a way that the error rejection rate is minimized.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem empfangsseitig über einen Verzögerungsschwellwert hinaus verzögert eintreffende Datenpakete verworfen werden, und bei dem die Ausgangsdatenrate in Abhängigkeit von der Verzögerungs-Verwurfsrate derart eingestellt wird, dass die Verzö- gerungs-Verwur srate minimiert wird.6. The method as claimed in one of the preceding claims, in which incoming data packets arriving after a delay beyond a delay threshold value are discarded, and in which the output data rate is set as a function of the delay discard rate in such a way that the delay delay discard rate is minimized.
7. Funkstation (FS) zur Übertragung von Daten über paketver- mittelte Übertragungsstrecken, mit einer Prozessoreinrichtung (PE) , die derart eingerichtet ist,7. radio station (FS) for the transmission of data via packet-switched transmission links, with a processor device (PE) which is set up in this way,
- dass die Daten mittels eines Multiratencodierers in Datenpakete codiert werden, wobei der Multiratencodierer hinsieht- lieh seiner Ausgangsdatenrate variabel ist,that the data are encoded into data packets by means of a multirate encoder, the multirate encoder being variable with respect to its output data rate,
- bei dem die Daten eines Datenpaketes auf resultierende Datensegmente aufgeteilt werden,- in which the data of a data packet are divided into resulting data segments,
- bei dem die Ausgangsdatenrate des Multiratencodierers derart dynamisch eingestellt wird, dass die Anzahl der resultie- renden Datensegmente minimiert wird, und/oder dass der nicht mit Daten eines Datenpaketes belegte Teil eines resultierenden Datensegments minimiert wird. - in which the output data rate of the multirate encoder is set dynamically in such a way that the number of resulting data segments is minimized and / or that the part of a resulting data segment not occupied by data of a data packet is minimized.
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