JP3976933B2

JP3976933B2 - Multimedia signal processing apparatus and communication network control system

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Publication number: JP3976933B2
Application number: JP09396999A
Authority: JP
Inventors: 吉章 ▲浅▼川; 隆二郎村松; 克己大熊; 洋一北村
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000286900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムに係わり、特に無線通信網と他の通信網を相互接続し、様々な速度で通信される複数種のメディア（音声／画像／データ）を扱うに好適なマルチメディア通信網向けのマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日のディジタル通信網は、従来のメタリック線や光ファイバを用いた有線通信網に加え、移動体通信網のように無線を信号伝送の媒体とする通信網が増加している。この移動体通信網に関しては、オーム社発行の「移動通信ハンドブック」に示されたような、既存のＳＴＭ通信網（Synchronous Transfer Mode）通信網、電気通信協会発行の「やさしいディジタル交換」に示されたような同期化されたフレーム内に時分割されたタイムスロットに信号をのせて通信する時分割通信網）と同様に信号をタイムスロットにのせて通信するＰＤＣ（Personal Digital Cellurar）やＰＨＳ（Personal Handyphone System）通信網、また、電気通信協会発行の「やさしいディジタル移動通信」に示されたような信号毎に異なる符号を用いて変調して通信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）通信網等が存在する。さらに、日経ＢＰ社発行の「日経エレクトロニクスｎｏ．６８０」の第８５ページ以降に示された広帯域ＣＤＭＡ（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wide band ＣＤＭＡ）と称する）は、音声・画像・高速データなどの多様な種類と速度の信号を高速で移動していても既存の有線通信網と同様な品質で送受信できる通信システムとして注目され、急速な導入が期待される通信網である。
【０００３】
一方、現在の通信網は、ＳＴＭ通信網、また、電気通信協会発行の「データ交換の基礎知識」に示されるように、可変長のパケットに信号をのせて通信するパケット通信網、また、オーム社発行の「Ｂ−ＩＳＤＮ絵とき読本」に示されるように、セルと呼ばれる固定長のパケットに信号をのせて通信する非同期転送モード通信網（以下、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信網と称する）、さらには、オーム社発行の「マスターリングＴＣＰ／ＩＰ」に示されるように、ＩＰパケットと呼ばれる可変長パケットに信号をのせてインタネットプロトコル（ＩＰ）という手順に従いＩＰパケットの通信を行うＩＰ網（インターネット）等のような様々な通信網が存在し、それぞれ音声・画像・データの各メディアが通信されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した現実の各通信網や通信システムは、各々独立に開発・導入されてきたものであり、信号の形式（速度・フォーマット）や通信手順（信号方式、プロトコル等）にそれぞれ違いが存在している。また、通信網の特性も異なるので提供する通信サービスやそのサービスを提供するための制御機構（例えば、オペレーションシステムの構成、ハード／ソフトインタフェースの構成、さらには通信アプリケーションソフトの機能や構成）にも違いが存在している。
【０００５】
通信網を利用して情報の送受信を行う通信網ユーザや、通信網を提供するプロバイダからは、上述した各通信網の違いがなくなり（あるいは、吸収され）、通信網の構成や手順を意識することなく、使いたいときに、使いたい装置（端末）で、情報を最適に通信できる通信サービスを使用して相手と通信できることが、通信設備の使い勝手の向上や通信コストの低減となり、社会の発展と貢献につながるため切望されている。すなわち、上述した様々な通信網を統合した通信網や、各通信網の違いを吸収して簡単な制御で相互接続して通信を可能とする網間のインターワーキングを行うことが可能な通信網の制御システム・通信制御装置およびこれらの制御方法の提供が求められる。特に、Ｗ−ＣＤＭＡ等の移動体通信網は、今後の急速な発展が期待されるものであり、既存の各種通信網と移動体通信網を相互接続して統合通信網を構築していくことが重要である。
【０００６】
本発明の目的のひとつは、上述したような移動体通信網と既存の通信網との統合あるいは相互接続を実現することにある。
【０００７】
また、本発明は、移動体通信網と既存の通信網との統合あるいは相互接続を実現するために、通信網を制御するに好適なマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システム、通信網制御装置、その制御方法を簡単な構成や手順で提供すること、特に、移動体通信網と既存の通信網との統合あるいは相互接続を実現するに好適な移動体通信網制御システム、移動体通信網制御装置、その制御方法を簡単な構成や手順で提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、例えば、既存の通信網はそのまま存在させた状態で、その通信網が元々備えた通信能力や提供サービスを最大限活用するように、更には、移動体通信網の通信能力や提供サービスを損なわないように、移動体通信網と各既存の通信網とを接続し、相互接続や通信サービス提供を実施するよう、必要な信号変換や交換あるいは制御処理を行い、各既存の通信網の端末からは希望したときに、希望した宛先に、希望した媒体で情報を提供するためのマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システム、通信網制御装置やその制御方法を簡単な構成や手順で提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、通信網制御システムが移動体通信網と既存の通信網との接続を行なう交換システム等を収容し、移動体通信網と異種通信網とのインタワークを行う通信サービスを実現する上で、その対向する通信網特有の制御方法を意識する必要がなく、単一のインタフェース装置としての制御方法のみを意識するだけで良い通信制御システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
移動体通信網に収容された移動端末に着呼をするためには、網側で被呼先の移動端末がどの無線基地局の配下に存在しているかを把握していなければならない。そのためには、移動端末が発する位置登録要求信号を、基地局制御局を介して位置登録管理局まで送付し、何れの無線基地局の配下に存在するかを登録しなければならない。なお、移動局は常に移動する可能性があるので、複数の無線基地局を一つの単位として呼び出すことにより呼損を防ぐ必要がある。従って、本願発明では、これら移動通信特有の課題を解決しつつ異種網との接続を可能とするマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムや装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、移動端末が通信しながら他の無線基地局のサービスエリアに移動する際には、通信すべき無線基地局を切りかえる処理（ハンドオーバ）が必要となる。特にＣＤＭＡでは、複数の無線基地局と同時に通信しながらダイバーシチハンドオーバをするため、移動端末への通信情報を網側でコピーしてハンドオーバに関与する複数の無線基地局に渡さなければならない。そのため網側でのハンドオーバに関する制御信号の交換は複雑なものとなり、そのハンドオーバに伴う通信トラヒックは網にとって大きな負担となる。特に、ハンドオーバ先とハンドオーバ元の無線基地局が、異なる基地局制御局の配下に存在する場合は、当該基地局制御局間で制御信号を送受信する必要があるため一層複雑な処理となる。従って、本願発明では、これらＣＤＭＡ移動通信特有の課題を解決しつつ、同時に異種網との接続を可能とする通信網制御システムや装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、Ｗ−ＣＤＭＡでは、音声・画像・高速データなどの多様な種類と速度の信号を高信頼度かつ経済的に通信できることが必要である。本発明では、移動体通信網の端末とユーザ間情報を送受信し、移動体通信網同士あるいは移動体通信網と異種通信網の端末間の相互接続を保証するために、必要な符号変換・暗号化等の処理や既存通信網の信号形式との整合を行うマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述のような課題を解決するために、本発明による通信網制御システムは、移動体通信網の各装置を接続して信号を交換するスイッチとして固定長のパケット（セル）を非同期で交換するＡＴＭスイッチを備え、該スイッチに各装置との接続を行い装置からの信号をセルに変換／逆変換する他、各装置からの制御信号や制御手順を通信網制御システム内部用の手順に変換／逆変換する各種通信インターフェースを備えた。
【００１４】
従来の移動体通信システムでは、相互接続される通信網や取り扱える信号種類に制約が生じていた。これに対し、本発明の通信網制御システムは、各通信網及び他の移動体網の装置とインターフェースをとり、各通信網との間で送受信される信号をＡＴＭセルに変換する機能と、各通信網との間で情報転送に必要な制御信号を送受信する手順と信号の終端をする機能を備え、各通信網の間で送受信する制御信号により通信網間の情報転送を行い、各通信網で転送する情報をＡＴＭスイッチで交換することで、複数の異なる通信網同士の相互接続を可能とするものである。
【００１５】
本発明においては、各ブロック間をＡＴＭセル化したインターフェースに統一してＡＴＭスイッチでセルを転送して接続し、通信網による信号形式や処理手順の違いを吸収する信号処理装置を、そのような違いの数（種類）だけ設け、通信網からの要求に応じて当該信号処理装置を選択しながら制御装置が要求に対応する通信網制御システムの制御を行う構成とした。また、本発明において、信号処理装置等の各機能ブロックは、送信する信号をＡＴＭセル化して転送するように構成した。
【００１６】
ＡＴＭスイッチは、セルの衝突を防止しながら各機能ブロック間でＡＴＭセルを転送（自己ルーティン）する構成なので、このＡＴＭスイッチに各機能ブロック間にパスを設け、このパスを用いて通信網制御システムにおいて処理すべき制御を実行する機能ブロックを選択して情報転送することで、それぞれの機能ブロックが処理を進めていくことができる。
【００１７】
さらに、上述のような課題を解決するために、本発明では、各種メディアの転送や終端、変換を行うマルチメディア信号処理装置を備えた。特に、本発明は、音声・画像・データ等に対応した固有の信号処理を行う信号処理ユニットを備えた。
【００１８】
本発明の第１の解決手段によると、
入力された非同期転送モードのセル（ＡＴＭセル）を、予め定められた装置宛のヘッダに書換え又は付与して、出力するＡＴＭインターフェースと、
複数個又は複数種類設けられ、入力されたＡＴＭセルについて、各種メディアに対応したユーザ間情報の処理を行う信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットによる処理に関する制御信号を送受する制御信号処理装置と、
前記ＡＴＭインターフェース、前記信号処理ユニット及び前記制御信号処理装置を収容して、切換を行う切換部と、
前記制御信号処理装置により受信された制御信号に基づいて、前記切換部による前記信号処理ユニットと前記ＡＴＭインターフェースとの接続を制御するプロセッサと
を備えたマルチメディア信号処理装置を提供する。
【００１９】
本発明の第２の解決手段によると、
このようなマルチメディア信号処理装置を備え、複数種の通信網間を接続して情報を転送するための制御を行う通信網制御システムであって、
接続されている複数種の装置からの信号を、非同期転送モードのセル（ＡＴＭセル）に変換する複数種のインターフェースと、
無線端末のダイバーシティ及びハンドオーバに関する処理を実施する複数のダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置と、
制御信号及びユーザ間情報を機能毎に多重分離する複数の多重分離装置と、
複数の入力線と出力線を備え、前記マルチメディア信号処理装置、前記インターフェース、前記ダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置、前記多重分離装置を収容し、前記インタフェースから入力線のいずれかで受信したＡＴＭセルを、該ＡＴＭセルのヘッダ情報に基づき複数の出力線のいずれかに転送するＡＴＭスイッチと
を備えた通信網制御システムを提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるマルチメディア信号処理装置、通信網制御システム、通信制御装置、このシステムや装置を用いた通信網の構成ならびに通信網制御方法・接続制御方法の実施の形態について、図面を用いて説明する。以下で説明する本発明の実施の形態は、一例であり、本発明のマルチメディア信号処理装置、通信網制御システム、通信制御装置やこれを用いた通信網の制御方法は、ＡＴＭ通信網とＩＰ通信網、ＳＴＭ通信網とＩＰ通信網等、他の種別の通信網との相互接続においても適用できるものである。
【００２１】
図１は、本発明の通信網制御システムを用いた通信網の構成図の一例である。
【００２２】
通信網は、本発明の通信網制御システム１と異種網同士の接続を行なう交換システム２を備えたマルチメディア通信網１００に、ＣＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＰＤＣ、ＰＨＳ等の移動体通信網１０１、ＡＴＭセルで情報を送受信するＡＴＭ通信網（例えば、セルリレー網）１０２、ＩＰパケットで情報を送受信するＩＰ通信網（例えば、ＮＴＴが提供するＯＣＮ）１０３、時分割多重されたタイムスロットで情報を送受信するＳＴＭ通信網（例えば、ＮＴＴが提供するディジタル交換網やＩＮＳ６４通信網）１０４等を接続したものである。
【００２３】
本発明の通信網制御システム（以下、ＧＷと略することがある）１は、移動体通信網１０１と接続され、移動体通信網１０１を制御し、また、移動体通信網特有の信号を終端や変換したりするものである。そして、移動体通信網１０１の端末ＣＳと他の通信網に収容されたユーザの端末１０６間で通信を行なう場合には、ＧＷ１は、異種網同士の接続を行なう交換システム（以下、ＮＳと略することがある）２と通信に必要な制御情報と通信すべき情報を送受信する構成とした。各ＧＷ１やＮＳ２同士は、適宜接続され各種通信網を収容して移動体通信網と他の異種通信網同士の接続を行なう。尚、ＧＷ１とＮＳ２を合せて１つのシステムや装置とする構成としても構わない。
【００２４】
図２は、本発明の通信網制御システムの概略を示すブロック構成図である。
【００２５】
通信網制御システム（ＧＷ）１は、ＡＴＭスイッチ（ＡＴＭＳＷ）１０、ＡＴＭインタフェース（ＡＴＭＩＦ）２０、ダイバーシチとハンドオーバ等を実行するダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置（ＤＨ）３０、多重分離装置（ＭＵＸ）４０、信号処理装置（ＳＩＧ）５０、制御装置（ＣＰ）６０、マルチメディア信号処理装置（ＭＳＰ(Mulutimedia Signal Processor（又は、Processing unit))７０、トランク類８０を備える。
【００２６】
ＡＴＭＳＷ１０は、ＡＴＭセルに変換されたユーザ間で送受信される各種情報（音声・画像・データ等）や、制御装置６０のプロセッサと各装置（通信網もしくは通信網インタフェース装置、システム内の各機能ブロック）との間で送受信される制御情報をＡＴＭセルの情報部に入れた構成の信号で交換するＡＴＭスイッチである。ＧＷ１は、多数の移動体通信網１０１や様々な通信網との接続を行うもので、ＡＴＭＳＷ１０としてセル損失が発生しないスイッチが望ましいので、共通バッファ型ＡＴＭスイッチ（例えば、特開平２−１６６９号公報等参照）を用いれば、経済的で信頼性に優れた通信網制御システムが実現できる。ＡＴＭＩＦ２０は、ＡＴＭ通信網とのインタフェース機能を有する。なお、インターネットとのインタフェース機能を有するＩＰＩＦ２５を、さらに備えても良い。ＳＩＧ５０は、移動体通信網や他のＧＷ１やＮＳ２、あるいは、後述するように、システム内の他の機能ブロックとの間で制御信号を送受信する機能を有する。なお、ＳＩＧ５０は、適宜のインターフェースの内部に設けられるようにしてもよい。制御装置６０は、ＧＷ全体の制御を行なうもので、各機能ブロック間が送受信した制御信号の処理と各機能ブロック間の制御情報や情報の交換制御を行う。トランク類８０は、移動体通信網の移動端末へのページングや同報通信を行なうためのＡＴＭセルのコピーを行なうコピートランク等の装置である。
【００２７】
ダイバーシチ、ハンドオーバ等を実行するダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置（ＤＨ）３０は、移動体通信網１０１において移動端末ＣＳが通信中に移動した際の通話瞬断や品質劣化を防止するために設けたもので、ハンドオーバとハンドオーバ時に複数の基地局ＢＳと送受信される信号に基づき通話品質の優れた信号を選択生成するダイバーシチを実行する装置である。多重分離装置（ＭＵＸ）４０は、例えば、電波産業会（ＡＲＩＢ）で審議中のような、移動体通信網が送受信する各種制御信号（呼設定、位置登録、ハンドオーバ処理）や端末間で送受信されるユーザ間情報（音声・画像・データ）を多重分離処理して、それぞれ処理すべき機能ブロックと送受信する装置である。マルチメディア信号処理装置（ＭＳＰ）７０は、移動体通信網の端末とユーザ間情報を送受信し、移動体通信網同士あるいは移動体通信網と異種通信網の端末間の相互接続を保証するために、必要な符号変換・暗号化等の処理や既存通信網の信号形式との整合を行なう装置である。
【００２８】
また、本実施の形態では、ＮＳ２としては、特願平１１−４０２８７号や特願平１１−５４９５９号に記載した交換システムを用いることができる。
【００２９】
図３は、交換システムの概略を示すブロック構成図である。
【００３０】
交換システム２は、ＡＴＭスイッチ（ＡＴＭＳＷ）２１０、ＡＴＭインタフェース（ＡＴＭＩＦ）２２０、ＳＴＭインタフェース（ＳＴＭＩＦ）２３０、ＩＰインタフェース（ＩＰＩＦ）２４０、信号処理装置（ＳＩＧ）２５０、処理装置（ＣＰ）２６０、トランク類２７０、管理保守装置（ＯＡＭ）２８０を備える。
【００３１】
ＡＴＭＳＷ２１０は、ＡＴＭセルに変換されたユーザ間で送受信される各種情報（音声・画像・データ等）や、制御部２６０のプロセッサと各装置（通信網もしくは通信網インタフェース装置）との間で送受信される制御情報をＡＴＭセルの情報部に入れた構成の信号で交換するＡＴＭスイッチである。ＡＴＭＩＦ２２０は、ＡＴＭ通信網とのインタフェース機能を有する。ＳＴＭＩＦ２３０は、ＳＴＭ通信網とのインタフェース機能を有する。ＩＰＩＦ２４０は、インターネットとのインタフェース機能を有する。ＳＩＧ２５０は、各通信網との間で制御信号を送受信する機能を有するもので、必要とされる信号変換・プロトコル変換等に応じて複数種備えることができる。制御部２６０は、交換システム全体の制御と各通信網との間でやりとりする呼制御信号の処理と交換制御を行う。トランク類２７０は、トーキー等の応答装置、又は、各種サービスを実現するために必要な機能を有する装置である。管理保守装置２８０は、交換システムの監視・保守・管理やクロック供給等を
行うブロックである。
【００３２】
本交換システムは、様々な通信網との接続を行うもので、ＡＴＭＳＷ２１０として大容量でセル損失が発生しないスイッチが望ましいので、共通バッファ型ＡＴＭスイッチ（例えば、特開平２−１６６９号公報等参照）や、セル分割型ＡＴＭスイッチ（例えば、特開平４−９８９１７号公報等参照）を用いれば、経済的で信頼性に優れた交換システムが実現できる。なお、本明細書では、制御情報等をＡＴＭセルの情報部に入れた構成の信号を、単純にインチャネルと称することがある。
【００３３】
例えば、ＡＴＭ通信網１０２の端末からＳＴＭ通信網１０４の端末への発呼があると、接続を制御する信号がＡＴＭＩＦ２２０からＡＴＭＳＷ２１０とＳＩＧ２５０を介して制御部２６０に入力される。制御部２６０は、呼接続制御によりＳＴＭ通信網１０４の端末の空きを確認すると、インチャネルでＡＴＭＩＦ２１０とＳＴＭＩＦ２３０を設定制御し、その後は、ＡＴＭＩＦ２２０とＳＴＭＩＦ２３０との間でＡＴＭＳＷ２１０を介して端末間の情報が交換及び変換されて送受信できるように動作する。端末からインタネット１０３への接続要求があれば、ＳＴＭＩＦ２３０の代わりにＩＰＩＦ２４０が選択され同様な動作を行う。また、通信制御の途中で必要なトーキーやトランクをトランク類２７０から選択して各通信網インタフェースに接続することもできる。
【００３４】
つぎに、本発明の通信網制御システムの構成及び動作を詳細に説明する。
【００３５】
図４は、本発明の通信網制御システムの詳細構成を示すブロック構成図である。この図では、特に、ＧＷを構成するＳＩＧ５０の構成や配置等が、詳細に示される。なお、ＡＴＭＳＷ１０内の点線は、例えば代表接続が組まれていることを表す。
【００３６】
本発明のＧＷ１は、移動体通信網１０１やＡＴＭ通信網（マルチメディア通信網）１００のＮＳ２やＩＰ通信網（インターネット）１０３と接続するための、複数のＡＴＭＩＦ２０−１〜ｉ（移動体通信網１０１対向）、ＡＴＭＩＦ２０−ｉ＋１〜ｊ（ＮＳ２対向）、ＡＴＭＩＦ２０−ｊ＋１〜２０−ｍ（ＧＷ対向）、及び、ＤＨ３０−１〜ｌ、ＭＵＸ４０−１〜ｏ、ＳＩＧ５０−１〜ｎ、ＧＷを制御する複数のプロセッサからなる制御装置６０、ＭＳＰ７０、トランク類８０のそれぞれを、図示したようにＡＴＭＳＷ１０に接続する構成とした。
【００３７】
ＳＩＧ５０−１〜ｎは、移動体通信網１０１の移動端末ＣＳや基地局ＢＳ、ＡＴＭ網１００（ＮＳ２）、他のＧＷ、ＩＰ網１０３、システム内の他の機能ブロック（ＤＨ３０、ＭＵＸ４０、ＭＳＰ７０等）とＡＴＭＳＷ１０を介して接続され、それぞれの網や装置から入出力される制御信号の処理、具体的には制御信号の信号形式やプロトコル変換や終端処理のような通信処理等を行う装置であり、複数個及び複数種類がＡＴＭＳＷ１０に収容される。本実施の形態では、特願平１１−５４９５９号に記載のように、ＳＩＧ５０−１〜ｎを備え、様々な通信網や装置と送受信する信号の信号形式や通信プロトコルの違いを吸収・変換・終端（通信処理）し、この通信処理された信号を制御装置６０と送受信する、あるいは、通信処理された信号を他の通信網との各インタフェースと送受信する構成とした。すなわち、ＳＩＧ５０−１〜ｎは、制御信号の違いを変換・吸収して統一された制御部インタフェースの信号に変換する、あるいは、異なる通信網同士で情報を転送するために通信網インタフェース間の情報の変換を行うものである。ＳＩＧ５０−１〜ｎは、このような変換動作により、各通信網から様々な形態・手順を有する制御信号が入出力されても、制御装置６０が各制御信号を解析・処理して呼処理等ユーザから要求された通信サービスを提供するためのソフトウェアを動作させることができる。ＳＩＧ５０−１〜ｎは、必要に応じて、負荷分散型の構成とすることもできる。
【００３８】
制御装置６０は、ＧＷ１全体のリソース管理を行う機能を有するリソース管理プロセッサ（ＲＭＰ）６４０、ＧＷの保守・運用を行う機能と外部に設けられた保守・運用センタと通信をするインタフェース機能を有する保守・運用プロセッサ（ＯＭＰ）６５０、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union、国際電気通信連合）勧告で規定された共通線信号を処理する機能と共通線信号網とのインタフェース機能を有する共通線信号処理プロセッサ（ＣＳＰ）６２０、各通信網からの呼制御信号を終端してマルチメディア呼の交換制御機能を実現する呼処理プロセッサ（ＣＬＰ）６３０を備え、各プロセッサ間で機能分散を行ってＧＷ１全体の制御を行う構成とした。より詳細には、各プロセッサ間でやりとりされるメッセージを転送する専用のＡＴＭスイッチであるＡＴＭＨＵＢ６１０を備えて各プロセッサ間を接続してＧＷ１を制御する構成とした。なお、ＣＬＰ６３０−１〜ｋは、ＧＷの容量（負荷）に応じて複数のプロセッサから構成することもでき、この複数のＣＬＰ６３０−１〜ｋ間で負荷を分散することができる。また、ＡＴＭＨＵＢ６１０に用いるスイッチは、各プロセッサ同士を接続するものでＡＴＭＳＷ１０ほど大容量のスイッチは必要でないので、ＡＴＭＳＷ１０と同様のスイッチを少容量化したものを用いれば良い。また、ＡＴＭＨＵＢ６１０は、全プロセッサを回線で直接接続し、セルヘッダのアドレスに基づき、メッセージを交換する構成とした。なお、制御装置６０についての詳細は、特願平１１−４７９５９号等に記載されている。
【００３９】
ダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置（ＤＨ）３０は、移動体通信網１０１をマルチメディア通信網に収容するために備えたもので、移動体通信網（ＣＤＭＡ）において、移動端末ＣＳの通信中移動に対応してハンドオーバを実施する際、端末ＣＳと複数の基地局ＢＳとＧＷ１の間に複数のパスが設定され情報が送受信されるので、この中から所定の規則で通話品質の優れた信号を選択生成するダイバーシチを実行する装置である。本発明のＧＷ１では複数のＤＨ３０−１〜ｌをＡＴＭＳＷ１０に収容し、ＣＳ（又は、ＢＳ）からのハンドオーバ要求があるとＳＩＧ５０のいずれかがこの要求を解析し、制御装置６０が適当なＤＨを選択指定してハンドオーバ時のダイバーシチを行なわせる構成とした。この構成により、本発明のＧＷ１は、移動体通信網内の多数の端末ＢＳが高速に移動することでハンドオーバー時に多数のパスが設定されても確実にハンドオーバ処理とダイバーシチ処理が実行されるので、移動中の通話瞬断や通話品質の劣化が生じない通信システムか提供できるようになる。
【００４０】
例えば、電波産業会（ＡＲＩＢ）で審議されているように、移動体通信網では、既存の有線通信網の呼接続制御等の制御信号に加えて様々な種類の移動体通信網特有の制御信号（位置登録、ハンドオーバ処理等）か端末ＣＳあるいは基地局ＢＳから送受信される。また、端末間で送受信される情報（信号）の帯域も広く、多様な種類のユーザ間情報（音声・画像・データ）が送受信される。さらに、これらの制御信号やユーザ間情報がパケットのような形式で混在（多重化）された状態で、移動している端末ＣＳや基地局ＢＳからランダムなタイミングと回線（ＡＴＭＩＦ２０）で送受信される。多重分離装置（ＭＵＸ）４０は、上述した多種類かつ複雑なタイミングや構成で移動体通信網と送受信される制御信号やユーザ間情報を、それぞれの信号が確実に処理すべき機能ブロックに送受信されるよう移動体通信網と送受信する信号を識別多重分離処理する装置である。本発明のＧＷ１では複数のＭＵＸ（４０−１〜ｏ）をＡＴＭＳＷ１０に収容し、移動体通信網と送受信する多量の信号を適当なＭＵＸに振り分けて処理する構成とした。ここで各種制御信号とユーザ間情報が分けられ、制御情報は適当なＳＩＧと送受信され、制御装置６０で処理されＧＷ１の動作（通信網の制御）が進行して、移動体通信網同士あるいは異種通信網との接続が実行される。また、ユーザ間情報は、前記接続制御に基づき宛先装置と送受信されるようになる。
【００４１】
一般に、移動体通信網（ＣＤＭＡ，Ｗ−ＣＤＭＡ）では、ユーザが端末で送受信される情報（信号）の帯域も広く、多様な種類のユーザ間情報（音声・画像・データ）が送受信されるので多様な通信サービスの提供が可能となる。一方、既存の通信網においてもＡＴＭ通信網のような広帯域な通信でマルチメディアを扱い多様な通信サービスを提供可能な通信網も存在している。マルチメディア信号処理装置（ＭＳＰ）７０は、移動体通信網の端末とユーザ間情報を送受信し、様々な通信サービスを提供できるようにユーザー間情報を符号化や暗号化等で加工する。あるいは異種端末との通信を可能とするために符号化則・暗号化則の変換やメディアの変換を行なう。さらには、既存の異種通信網の端末との相互接続を保証するために、必要な符号変換・暗号化等の処理や既存通信網の信号形式との整合を行なう装置である。本発明のＧＷ１では、このようなＭＳＰをＡＴＭＳＷ１０に収容し、多数の回線から様々な宛先向けに多様な形式で送受信されるユーザー間情報を一旦ＡＴＭＳＷ１０を介して集め、纏めて処理する構成として経済的なシステムを実現した。尚、本ＭＳＰをＧＷ１の外に別装置として設置し、複数のＧＷ１がＭＳＰを共有する構成のシステムとしても構わない。
【００４２】
上述の各機能ブロック（各通信網インタフェース、ＳＩＧ、各プロセッサ）からの信号は、制御のために複数のプロセッサ間を転送されるメッセージ以外、すべてＡＴＭセル１０００、１１００、１２００に変換され、ＡＴＭＳＷ１０に設定した論理パス（図４、ＡＴＭＳＷ１０内の点線間に設定するパス）を用いて各ブロック間を転送する構成とした。具体的には、特開昭６３−７２２９３号公報に記載のように、各機能ブロックがＡＴＭセルのヘッダに宛先情報を付与すると、ＡＴＭＳＷ１０が、ヘッダ情報に基づき論理パスでＡＴＭセルを情報の宛先となる機能ブロックに自己ルーティングする構成である。また、各機能ブロックにおける宛先情報の付与は、特開平３−２１８１４２号公報等のように、各機能ブロックに宛先情報を予め記憶させてあるテーブルを備え、送信すべき信号が入力されるとこのテーブルを参照して宛先情報をヘッダに付与する構成とした。なお、各テーブルの内容は、ＧＷ１の設置時や構成変更時にシステム内の管理保守装置又は適宜の管理装置（図示せず）から設定する構成とした。
【００４３】
以下では、本発明の通信網制御システムの特徴が更に明確になるように、図面を用いて本発明のマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムの構成と動作を詳細に説明する。
【００４４】
図５は、本発明のマルチメディア信号処理装置（ＭＳＰ）７０のブロック構成図の一例である。
【００４５】
本発明においては、ＧＷ１で使用されるＭＳＰ７０は、同図で示したように、ＧＷ１のＡＴＭＳＷ１０とＡＴＭインターフェース（ＡＴＭＩＦ）７１０−１〜７１０−ｉを介してＭＳＰ７０のＡＴＭスイッチ（ＡＴＭＳＷ）７２０と接続されている。ＡＴＭＩＦ７１０−１〜ｉは、入力されたＡＴＭセルを予め定められた装置宛のヘッダに書換え又はそのようなヘッダを付与して、出力する。ＳＰＵ７５０は、複数個又は複数種類設けられ、入力されたＡＴＭセルについて、各種メディアに対応した信号処理を行う。ＣＳＩＧ７３０は、ＳＰＵ７５０の信号処理に関する制御信号を送受する。ＡＴＭＳＷ７２０は、ＡＴＭＳＷ１０よりも小容量で良く、また、バスやループ等で構成することも可能である。このＡＴＭＳＷ７２０に、ＡＴＭＩＦ７１０−１〜７１０−ｉ、制御信号処理装置（ＣＳＩＧ）７３０、信号処理ユニット（ＳＰＵ）７５０等が接続されている。ＣＳＩＧ７３０には、プロセッサ（ＣＰＵ）７４０が接続されている。ＣＰＵ７４０は、ＣＳＩＧ７３０により受信された制御信号を解析し、制御信号に基づいてパステーブルを設定するとともに、ＭＳＰ７０全体を制御する。
【００４６】
つぎに、ＳＰＵ７５０について説明する。一例として、同図のＳＰＵ７５０−１にハードウェア構成を示す。ＳＰＵ７５０−１〜ｍは、入力されたＡＴＭセルを分解（デセル化）するＡＡＬクラッド（ＡＡＬＣＬＡＤ）７０００と、各種メディアの信号を変換する信号変換部７２００、信号処理結果を再度セル組立（セル化）するＡＡＬクラッド（ＡＡＬＣＬＡＤ）７１００を備える。ＡＡＬＣＬＡＤ７０００、７１００は、ＡＡＬのタイプを目的に応じて自由に選択可能なものである。信号変換部７２００は、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）７０１０とメモリ（ＭＥＭ）７０２０を備える。音声・画像・データといった各メディアに対する信号処理は、ＤＳＰ７０１０のファームウェアによって実行される。したがって、ＤＳＰ７０１０のファームウェア変更により、各メディアに対する具体的な処理内容を容易に変更できるので、拡張性に富んだシステムとなっている。音声符号化等の処理は、ＤＳＰ７０１０のオンチップメモリですべての処理が可能であるが、パケット等のように、再送処理に多くのメモリを必要とする場合、信号変換部７２００に外部メモリとしてＭＥＭ７０２０を設けることにより、各処理を実行することができる。また、このＭＥＭ７０２０は、キューイング用のバッファとしても使用されることができる。
【００４７】
つぎに、ＳＰＵ７５０の機能ブロック構成図をＳＰＵ７５０−ｍに示す。ここでは、特に信号変換部７２００について説明する。ＡＡＬＣＬＡＤ７０００−ｍでセル分解されたユーザデータはデコーダ（ＤＥＣ）７２１０により適切な各種信号処理部に割り振られる。ここでは一例として、信号処理部は、音声用信号処理部７２３０、画像用信号処理部７２４０、データ用信号処理部７２５０を備え、複数個の各信号処理部を有することができる。信号処理部は、この他に、メディア変換、暗号・解読、符号・復号、圧縮・伸張等の適宜のものを設けることができる。信号処理結果は、セレクタ（ＳＥＬ）７２２０によって選択され、ＡＡＬＣＬＡＤ７１００−ｍによってセル組立がなされ、出力される。
【００４８】
図６に、信号処理部の種類と処理概要についての説明図を示す。図示のように、各メディアとしては、例えば、音声、Ｎ−ＩＳＤＮ、パケット、ＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）、同期／非同期変換ＰＰＰ（Point-to-Point Protocol）、ＦＡＸ、モデム、画像等が挙げられる。また、この図では、これらのメディアに対して、処理概要の一例がそれぞれ示される。
【００４９】
ここで、「秘匿」とは、現状ではまだ詳細が確定していないが、将来的に実用化されることが予想される暗号化等の処理であり、具体的なアルゴリズムが制定されれば、ＤＳＰのアルゴリズムで実装されるものである。また、「ＦＣＬ（Frame Control Layer）の終端」としては、以下のことを行う。すなわち、送信側（下り）では、上位レイヤより受信したデータに、サービスによって必要とされるチャネル情報等をＦＣＬヘッダとして付加し、サービスに応じた送信間隔でデータを送信する。受信側（上り）では、サービスに応じた受信間隔でデータを受信し、必要とされる無線区間の情報およびチャネル情報等を参照後、ＦＣＬヘッダを除去し、上位レイヤへデータを送信する。音声の場合、例えば、無線区間の情報を利用して、音声符号化レートを変更できるような構成とし、受信データ消失時の補償処理も行う。
【００５０】
図７及び図８に、信号処理ユニットにおけるプロトコルスタックの説明図（１）及び（２）を示す。図７では、音声、Ｎ−ＩＳＤＮ、パケット、画像について示し、図８では、ＰＩＡＦＳ、モデム、ＰＰＰ及びＦＡＸについて示す。これら図では、Ｕ−ｐｌａｎｅとＣ−ｐｌａｎｅ（ユーザ情報に付随する制御情報のプロトコルスタック）が示され、また、各リストの左はアクセス側、右は固定側をそれぞれ表す。
【００５１】
図９に、ＡＡＬＣＬＡＤの構成図の一例を示す。なお、ＡＡＬＣＬＡＤ７０００、７１００の詳細は、例えば、特願平１１−５１８２９号等に記載されている。
図９において、入側のＡＡＬＣＬＡＤ７０００については、ヘッダ解析部２４１及びメモリ２４２及びメモリ制御部２４４を備えるようにして、ヘッダ生成部２４３をスルーとする又は省略した構成により実現することができる。一方、出側のＡＡＬＣＬＡＤ７１００については、ヘッダ生成部２４３及びメモリ２４２及びメモリ制御部２４４を備えるようにして、ヘッダ解析部２４１をスルーとする又は省略した構成により実現することができる。さらに、メモリ２４２としては、ＡＡＬＣＬＡＤ７０００又は７１００内に設けずに、信号変換部７２００内のＭＥＭ７０２０を用いることもできる。
【００５２】
入側のＡＡＬＣＬＡＤ７０００では、ＡＡＬタイプ１における構造化転送法のセルが入力されたとき、ペイロード部のデータが構造化転送法で扱うブロック単位で、メモリ２４２に格納される。メモリ２４２に記憶されたデータは、（ヘッダ生成部２４３をスルーして）信号変換部７２００により読み出され、各種メディアの信号処理や信号変換が実行される。一方、ＡＡＬタイプ１のセルに関しては、出側のＡＡＬＣＬＡＤ７１００では、信号変換部７２００で信号処理されたデータが、（ヘッダ解析部２４１をスルーして、）メモリ２４２に格納される。メモリ２４２に記憶されたデータは、ヘッダ生成部２４３により、生成するＡＴＭセルの各チャネルの入れ替え構造に従って読み出されることで、チャネルが入れ替えられたＡＴＭセルが生成される。
【００５３】
また、入側のＡＡＬＣＬＡＤ７０００では、ＡＡＬタイプ２のセルが入力されたときには、同様に、ヘッダ解析部２４１により各ＣＰＳパケットがチャネルごとにメモリ２４２に格納され、信号変換部７２００により各種メディアの信号処理や信号変換が実行される。一方、ＡＡＬタイプ２のセルに関しては、出側のＡＡＬＣＬＡＤ７１００では、信号変換部７２００からのデータがメモり２４２に格納され、ヘッダ生成部２４３により、ＣＰＳパケットを入れ替えるべき構造にしたがってメモリ２４２から読み出すことで、ＣＰＳパケットが入れ替えられたＡＴＭセルを生成することができる。
【００５４】
つぎに、ヘッダ解析部２４１について詳述する。ＡＡＬスイッチに入力されたＡＴＭセルは、ヘッダ解析部２４１でＡＴＭセルヘッダが解析される。ＡＡＬタイプ１のセルは、１つのＡＴＭコネクションに対し８セル中に１回のみ転送されるオフセット情報をもとに構造化のブロックの区切り目を検出し、ブロック単位でメモリ２４２にデータ格納する。ブロックの大きさは、例えば、局間の制御信号で転送されたり、局データとして設定される、などにより得られる。そして、ブロックの大きさが、受信ＡＴＭコネクションごとにヘッダ解析部２４１内のテーブルに格納されている。その他ヘッダ解析部２４１では、受信ＡＴＭセルシーケンス番号チェックや、オフセット情報の処理などを行う。これらの処理は、ＡＴＭコネクション単位で行うため、これらの処理のための受信ＡＴＭコネクションごとに管理するためのテーブルを持っている。
【００５５】
一方、ＡＡＬタイプ２のセルは、ＡＴＭペイロードの１バイト目のスタートフィールドにオフセットが示してあり、このオフセットが示す位置に、ＣＰＳパケットの先頭が存在することを示している。すなわち、同一ＡＴＭコネクションの直前のＡＴＭセルに入りきらなかったＣＰＳパケットのデータが、その先頭位置の直前まで埋まっている、ということである。したがって、オフセットが示す直前までのデータを、直前のＣＰＳパケットにつなげるようにメモリ２４２に格納する。この処理もＡＴＭコネクションごとに行うため、ＡＴＭセル内での最後のＣＰＳパケットのチャネル情報や、次のＡＴＭセルへ引き継がれているＣＰＳパケットの残りバイト数、などの情報をテーブルによって受信ＡＴＭコネクションごとに管理する。
【００５６】
メモリ２４２では、上述のように、ＡＡＬタイプ１構造化転送法ではブロックごと、ＡＡＬタイプ２ではＣＰＳパケットのチャネルごとにデータを管理しており、その制御を行うのがメモリ制御部２４４である。メモリ制御部２４４の読み出し制御によって、ＡＡＬタイプ１でのチャネルの入れ替えや、ＡＡＬタイプ２でのＣＰＳパケットの入れ替えが行うことができる。
【００５７】
ヘッダ生成部２４３では、ＡＴＭセルヘッダや、ＡＡＬタイプ１でのＳＡＲ−ＰＤＵ（Segmentation and Reassembly - Protocol Data Unit）ヘッダや、ポインタフィールドの生成などを行い、ＡＡＬタイプ２ではスタートフィールドやＣＰＳパケットヘッダなどの生成を行う。なお、ＡＡＬタイプ１でのポインタフィールドは、１つのＡＴＭコネクションで８セル中に１回のみ挿入されるが、その挿入周期は定まっていない。ポインタフィールドを挿入する際には、入れない場合に比べてＡＡＬユーザインフォメーション部分が１バイト少なくなるので、その情報をメモリ制御部２４４へフィードバックして、ポインタフィールド挿入時には１セル分として４６バイトのデータの読み出しを行うようにする。ヘッダ生成部２４３でも、他の部分と同様にＡＴＭコネクションごと、ＣＰＳパケットチャネルごとにテーブルにてデータ管理することで、これらの処理が行われる。
【００５８】
図１０に、メモリ制御部２４４の構成図を示す。
メモリ制御部２４４は、前述のようにメモリ２４２へのデータの書き込み、読み出しを制御する部分である。書き込み制御部５によって、ＡＡＬタイプ１構造化転送法の場合には構造化のブロックごと、ＡＡＬタイプ２の場合にはＣＰＳパケットのチャネルごとに格納するよう制御する。
【００５９】
ＡＡＬタイプ１のセルを読み出すかＡＡＬタイプ２のセルを読み出すかは、ＣＰＵ７４０による方法、通信網制御システムの制御部からの設定でその読み出しスケジュールが指示される方法や、メモリ２４２内のデータ量に応じて読み出し指示を行う方法等がある。この制御がＡＡＬタイプ１／２選択制御部９で行われ、読み出しを選択した側からのメモリ２４２を制御する信号は、セレクタ６を通過後、メモリ２４２へ転送される。
【００６０】
ＡＡＬタイプ１読み出し制御部７、ＡＡＬタイプ２読み出し制御部８は、ヘッダ解析部２４１からの信号と、メモリ２４２からのデータの読み出し状態を比較することで、メモリ２４２内のデータ量を監視している。ＡＡＬタイプ１では、１ブロック分、ＡＡＬタイプ２では１つのＣＰＳパケット分が蓄積されたかどうかを監視する。ＡＡＬタイプ２で、複数のＣＰＳパケットで１つのパケットを生成し、そのパケット単位で処理する場合には、１パケット分が蓄積かどうかを監視する。
ＡＡＬＣＬＡＤ７０００、７１００は、以上の他にもＡＡＬの型に応じて、適宜対応することができる。
【００６１】
以下に、図５を再び参照して、ＭＳＰ７０の動作を説明する。
【００６２】
まず、ＭＳＰ７０の初期化動作については、本発明のＧＷ１の立ち上げ時又は設定時に本体の初期化と同時に行われるものである。この動作によって、ＧＷ１の初期化がなされた後、ＳＩＧ５０とＭＳＰ７０内のＣＳＩＧ７３０が通信し、ＭＳＰ７０におけるパステーブルがＣＰＵ７４０によって決定される。具体的には、どのＡＴＭＩＦ７１０−１〜ｎが選定された場合にはどのＳＰＵ７５０−１〜ｍが選定され、さらにどの信号処理部が起動されるかが決定される。したがって、運用中はＭＳＰ７０におけるパスは固定的であるが、必要に応じて、具体的にはたとえば、時間帯別、昼夜別、曜日別等によってパス設定を変更することが可能である。
【００６３】
つぎに、呼が設定されていることを前提として、ＭＳＰ７０の動作を説明する。
ここでは、一例として、移動体通信網１０１の端末ＣＳから発呼され、音声情報がＳＴＭ通信網１０４の端末へ着呼する場合について説明する。呼の接続については、例えば後述の手順により、ＧＷ１内部において移動体通信網１０１とＳＴＭ通信網１０４に接続されている交換システム（ＮＳ）２との間で呼接続制御が実行され、その結果、両通信網間で呼が設定され、適宜のインターフェース（例えば、ＡＴＭＩＦ２０−１と２０−ｉ）及びＭＳＰ７０を介して通信路が接続される。ここで、移動体通信網１０１における端末ＣＳでは、音声情報はＥＴＳＩ（European Telecommunications Standard Institute、欧州電気通信標準化協会）によって規定された音声符号化であるＧＳＭ−ＡＭＲ（Global System for Mobile communications - AMR）にて１２．２ｋｂｉｔ／ｓに符号化されて送出されるものとする。一方、着呼側では６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭで通信されるので、符号変換が必要である。
【００６４】
ＭＳＰ７０へ入力されるデータは、ヘッダと情報（ここでは符号化された音声）を含むＡＴＭセルである。また、ＡＡＬの型はタイプ２であるとする。発呼網と着呼網、データの種類等から、ＭＳＰ７０においては特定のＡＴＭＩＦ７１０−１〜ｎ（ここでは、ＡＴＭ７１０−１）が選択される。ＡＴＭＩＦ７１０−１ではＡＴＭセル１２００のヘッダを書き換え、あらかじめ規定されたＳＰＵ７５０−１〜ｍ（ここでは、ＳＰＵ７５０−ｍ）を宛先とする。ＳＰＵ７５０−ｍではＡＡＬＣＬＡＤ７０００−ｍが上述のようにＡＡＬ２クラッドとして動作し、ＡＴＭセルを分解し、音声情報を取り出す。音声情報は、デコーダ７２１０に入力され、音声信号処理部７２３０が選択されて、そこに転送される。音声信号処理部７２３０では、前述の図に示すプロトコルスタックにしたがって、１２．２ｋｂｉｔ／ｓの符号化音声データが、ＧＳＭ−ＡＭＲのアルゴリズムにしたがって復号され、ＩＴＵ−Ｔにて規定されたＧ．７１１の６４ｋｂｉｔ／ｓＰＣＭデータに変換される。変換されたデータは、セレクタ７２２０によって選択され、ＡＡＬＣＬＡＤ７１００−ｍによって、着呼側であるＳＴＭ通信網に適したＡＡＬタイプ１のＡＴＭセルに組み立てられる。したがって、ＡＡＬＣＬＡＤ７１００−ｍは、ここではＡＡＬ１クラッドとして動作している。ＡＴＭセルに組み立てられたデータは、ＡＴＭＩＦ７１０−１によって適切な宛先にヘッダが書き換えられ、ＡＴＭＳＷ１０に転送される。
【００６５】
以上が、移動体通信網の端末から発呼してＳＴＭ通信網の端末に着呼する音声データに関する一連の処理の流れの説明であるが、ＳＴＭ通信網の端末から移動体通信網の端末への音声データの流れは、上述の逆過程であることは言うまでもない。また、音声以外のメディア、たとえば画像の場合、信号変換部７２００において画像信号処理部７２４０が選択される点が大きな違いであり、画像用プロトコルスタックに従った変換処理がなされるが、全体の流れは同様である。
【００６６】
モデムやＦＡＸといったデータでは、図７及び図８に示すプロトコルスタックでも分かるように、制御情報に対するプロトコルスタックが存在し、端末間でネゴシエーションを行うことによって通信が完結する。また、パケットデータの場合、固定網側のＡＡＬの型は５であり、ＡＡＬＣＬＡＤ７１００はＡＡＬ５クラッドとして動作する。このように本発明のＳＰＵ７５０に実装されるＡＡＬＣＬＡＤ７０００、７１００は、上述のように、ＡＡＬの型に柔軟に対応できることに特徴がある（特願平１１−５１８２９号等参照）。
【００６７】
本発明のＭＳＰ７０は、パスが固定的に設定されているが、各メディアのトラヒックの寡多に応じて、効率的な処理が可能である。これは図５のＡＴＭＳＷ７２０に点線で示すように、複数のＳＰＵ７５０−１〜ｍが代表接続されることにより、監視制御装置（監視ＣＮＴ、図示せず）によって各ＳＰＵの動作状態を監視し、未動作の同一メディアの信号処理部がある場合にはそこにパスをはるようにすることによって実現することができる。
【００６８】
一方、ＭＳＰ７０のリソース割り当ては（音声・画像・データ等のチャネル数）、通常、局データとして規定され、システムの初期化時又は設定時等に実際に設定されるが、原理的にはダイナミックな変更も可能である。ＭＳＰ７０には複数個のＳＰＵ７５０−１〜ｍが存在するが、ダイナミックな変更の為には、例えば、これらの作動状態を監視制御装置（監視ＣＮＴ、図示せず）によって常時監視し、使用していないＳＰＵ７５０−１〜ｍのいずれかに対してはリソース管理装置（図示せず）からの司令によって、各メディアのチャネル数を変更すればよい。信号処理部の機能は、ＤＳＰ７０１０のファームウェアによって実現されるので、リソース割り当ての変更を容易に行うことが出来る。また、特定のＳＰＵを強制的に閉塞状態にして、リソース割り当てを変更することも可能である。
【００６９】
さらに、本発明のＭＳＰは、サービス面でも多様なサービスを提供できる。たとえばＦＡＸのような基本的には実時間サービスも、一旦蓄積しておいてから取り出すといった使用方法も考えられる。この場合、出力側ではベストエフォートで送信するＩＰデータでも構わない。図５のＳＰＵ７５０−ｍに示す機能ブロック図には各メディアに対応した信号処理部が示されているが、実際の信号変換処理はＤＳＰ７０１０のファームウェアで実行されるので、上述のようなメディア変換も容易に実現できる。
【００７０】
また、ＭＳＰ７０におけるデータ転送パスは、信号処理ユニット７５０における符号変換処理の動作状況の監視によって、負荷分散がなされるように設定されることもできる。
【００７１】
以下では、本発明のＧＷの特徴が更に明確になるように、図面を用いて本発明の通信網制御システムの構成と動作を詳細に説明する。
【００７２】
まず、ＭＳＰ７０の初期設定の動作について説明する。
図１１に、本発明の通信網制御システムによるＭＳＰとの設定動作説明図を示す。この図は、一例として通信網制御システムが１−１がシステム立ち上げ時に、通信網制御システムＧＷ１−１内のＭＳＰとの回線番号その他のシステム設定の制御を示したものである。なお、図中括弧内の数字は、以下の説明の番号と対応する。
（１）通信網制御システムＧＷ１−１のシステム立ち上げ時にＧＷ１−１全体のリソース管理を行うＲＭＰ６４０は、ＭＳＰとの回線番号その他の設定項目をＭＳＰに指示するために、接続先であるＭＳＰ７０にInitial Setupメッセージを送る。この際、図示された通信網制御システムでは、ＲＭＰ６４０がInitial Setupメッセージに対ＭＳＰ信号を信号処理する機能を備えたＳＩＧ５０（この例ではＳＩＧ５０−５）を宛先とするヘッダを付与したＡＴＭセル１１００を作成してＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（２）ＳＩＧ５０−５は、ＡＴＭセル１１００を受信すると、プロトコルスタックの手順に従い制御信号の変換を行い、ＡＴＭ１０００に変換する。なお、このセルの宛先は、同一通信網制御システムＧＷ１−１内のＭＳＰ７０なので、ＭＳＰ７０としたヘッダを付与して、ＡＴＭＳＷ１０に出力される。
（３）ＭＳＰ７０では、ＡＴＭＳＷ１０から受信したＡＴＭセル１０００に基づきInitial Setupメッセージを規定した信号形式に変換して設定内容を設定する。
（４）ＭＳＰ７０は、Initial Setupメッセージの応答信号であるSetup Completeメッセージを作成し、このメッセージをＡＴＭセル１０００に変換してＡＴＭＳＷ１０に出力する。なお、このセルの宛先はＳＩＧ５０−５なので、当該するヘッダを付与してＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（５）ＳＩＧ５０−５は、ＡＴＭセル１０００を受信すると、プロトコルスタックの手順に従いInitial Completeメッセージの変換すると、この変換後の信号にＲＭＰ６４０を宛先とするヘッダを付与したＡＴＭセル１１００を作成して、ＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（６）ＲＭＰ６４０は、ＡＴＭセル１１００からInitial Completeメッセージを取り出し、各プロセッサと連動して立ち上げ処理を継続する。
【００７３】
つぎに、呼接続制御について説明する。
【００７４】
図１２に、本発明の通信網制御システムによる呼接続制御（移動体網から発呼する場合）についての動作説明図を示す。この図は、一例として、移動体網１０１の端末ＣＳから、ＳＴＭ通信網１０４に接続されている交換システムＮＳ２へ（この例では、ＡＴＭ通信網１００（２））へ発呼する場合において、通信網制御システムの呼接続制御を示したものである。なお、図中括弧内の数字は、以下の説明の番号と対応する。
（１）まず、移動体通信網１０１からＡＴＭ通信網１００（２）への発呼を要求する制御信号、例えば、ＳＥＴＵＰメッセージを格納したシグナリング用ＡＴＭセルが送信される。ＡＴＭＩＦ２０−１が、この制御信号を受信すると、ＡＴＭセルのヘッダを移動体通信網１０１−１〜２の複数の基地局ＢＳからの信号の選択合成するＤＨ３０宛のヘッダに書き換え、その書き換えたＡＴＭセル１０００をＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（２）ＡＴＭＳＷ１０は、入力されたＡＴＭセルを、ヘッダの情報に基づきパスＰ１でＤＨ３０（この例では、ＤＨ３０−１とする。）に転送する。
（３）ＤＨ３０−１は、ＡＴＭセル１０００に対し所定のプロトコルで変換を行い、ＡＴＭセル１２００として移動体通信網１０１−１〜２の無線インターフェース上の信号及びデータの送受信のための多重・分離、送信インターフェースに応じたフォーマット変換を行うＭＵＸ４０（この例では、ＭＵＸ４０−１）宛の宛先情報を付与してＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（４）ＡＴＭＳＷ１０は、付与されたヘッダの情報に基づき、パスＰ２でセル１２００を所定の選択されたＭＵＸ４０−１に転送する。
（５）ＭＵＸ４０−１は、ＡＴＭセル１２００に対し移動体通信網１０１−１〜２の無線インターフェース上の信号及びデータの送受信のための多重・分離、送信インターフェースに応じたフォーマット変換を行い、ＡＴＭセル１２００としてＳＩＧ５０（この例では、ＳＩＧ５０−１）宛の宛先情報を付与してＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（６）ＡＴＭＳＷ１０が、付与されたヘッダの情報に基づき、パスＰ３でＡＴＭセル１２００を所定の選択されたＳＩＧ５０−１に転送する。
（７）選択されたＳＩＧ５０−１は、ＡＴＭセル１２００に対し所定のプロトコルで変換を行い、ＡＴＭセル１１００として制御信号を処理するプロセッサ（この例では、接続要求なのでＣＬＰ６３０−１〜ｋのいずれか）宛のヘッダを付与して出力する。
（８）このＡＴＭセル１１００は、ＡＴＭＳＷ１０のパスＰ４で選択されたＣＬＰ６３０（この例では、ＣＬＰ６３０−１）に転送される。なお、複数のＣＬＰ６３０−１〜ｋのいずれかの選択は、ＲＭＰ６４０の指示に基づき実行される構成とした。
（９）ＡＴＭセル１１００を受信したＣＬＰ６３０−１は、ＡＴＭセル１１００からＳＥＴＵＰメッセージを取り出し、各プロセッサと連動して呼処理を行い、ＳＥＴＵＰの応答となるＰＲＯＣメッセージを作成し、ＳＩＧ５０−１を宛先とするヘッダを付与したＡＴＭセル１１００に変換してＡＴＭＳＷ１０に出力する。なお、複数のプロセッサ間の連動動作に基づく呼接続制御は、例えば特願平１１−４７５９５号に記載の制御等を用いることができる。
（１０）ＳＩＧ５０−１は、ＡＴＭセル１１００を受信すると、通信プロセッサ５１０が（７）と逆の手順で、ＡＴＭＩＦ２０−１を宛先としたＰＲＯＣメッセージを格納したＡＴＭセル１０００を作成してＡＴＭＳＷ１０に出力する。
（１１）ＡＴＭＳＷ１０は、入力されたＡＴＭで１０００を、ヘッダの情報に基づきＡＴＭ−ＩＦ２０−１に転送する。
（１２）ＡＴＭＩＦ２０−１は、応答信号であるＰＲＯＣメッセージを格納したＡＴＭ１０００を受信すると、移動体通信網宛てのヘッダに書き換えたシグナリング用ＡＴＭセルに変換して移動通信網１０１に出力する。
【００７５】
つぎに、呼接続について説明する。
【００７６】
図１３に、本発明の通信網制御システムによるＭＳＰとの接続動作説明図を示す。呼の接続については、例えば上述の手順により、ＧＷ１内部において移動体通信網１０１とＳＴＭ通信網１０４に接続されている交換システム（ＮＳ）２との間で呼接続制御が実行された結果、例えば、以下のパスが接続される。すなわち、移動体通信網１０１とは、ＡＴＭＩＦ２０−１及びＡＴＭＳＷ１０を介してＭＳＰ７０までのパス、及び、ＳＴＭ通信網１０４に接続されている交換システムＮＳ２（この例では、ＡＴＭ通信網１００（２））とは、ＡＴＭＩＦ２０−ｉ、ＡＴＭＳＷ１０を介してＭＳＰ７０へのパスがそれぞれ接続され、両通信網間で呼が設定される。そして、ＭＳＰ７０によりユーザ間情報の処理や信号処理等が適宜実行され、両通信網の端末間の通信が行われる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によると、以上のように、既存の通信網の統合あるいは相互接続を実現することができる。また、本発明によると、既存の通信網の統合あるいは相互接続を実現するための通信網を構成するに好適なマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムやその制御方法を、簡単な構成や手順で提供することができる。
【００７８】
本発明によると、例えば、既存の通信網はそのまま存在させた状態で、その通信網が元々備えた通信能力や提供サービスを最大限活用するように各既存の通信網を接続し、相互接続や通信サービス提供を実施するように、必要な信号変換や交換あるいは制御処理を行い、各既存の通信網の端末からは希望したときに、希望した宛先に、希望した媒体で情報を提供するためのマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムやその制御方法を簡単な構成や手順で提供することができる。
【００７９】
また、本発明によると、ＧＷがＳＴＭ通信網やＡＴＭ通信網やインターネット網といった異種網とのインターワークを行う通信サービスを実現する上で、その対向する網特有の制御方法を意識する必要がなく、単一のインタフェース装置としての制御方法のみを意識するだけで良いマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システム、その制御方法を提供することができる。
【００８０】
また、本発明によると、これらの信号を高速かつ確実に処理して複数種の通信網の相互接続を行うＧＷとして、多様かつ膨大な制御信号を処理・変換して、ＧＷの制御機構が呼接続制御や通信網間の通信処理制御といった制御を既存の通信網の性能を落とすことなく高速かつ確実に実行できるようにするマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムならびにその配置方法や制御方法を提供することかできる。しかも、本発明によると、簡単かつ拡張や変更が容易な構成で多様な信号処理に対応できるマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムならびにその配置方法や制御方法を提供することもできる。
【００８１】
そして、本発明によると、マルチメディアを扱うに好適なＧＷを実現するために、様々な網との間で制御信号をやりとりするための手順や、この手順でやりとりする信号を処理して各プロセッサに通信する信号処理装置や、様々な網との間で送受信する各種信号をＧＷ内の統一したフォーマットの形に変換するインタフェース装置などを提供することができる。また、本発明によると、これら各装置を組合せ、多様な通信網との相互接続が可能な、汎用性が高く拡張や変更の容易な構成のＧＷや通信網、信号の交換方法や通信網の制御方法を提供することができる。
【００８２】
本発明によると、信号処理装置等の各ブロックの追加・変更や、新たな通信網インタフェースの追加等が容易に実施できるようにでき、汎用性と柔軟性に優れた複数種の通信網を相互接続するＧＷを容易に提供することができる。
【００８３】
本発明によると、信号処理装置等の各機能ブロックが、信号を送信すべき機能ブロックの宛先情報をＡＴＭセルのヘッダに付与してセル化して送信するだけで、ＡＴＭスイッチは、このＡＴＭセルをヘッダの情報に基づき自己ルーティングして宛先機能ブロック間を転送することができ、各機能ブロック毎に交換システムの制御処理が進行されていくことができる。
【００８４】
本発明によると、ＡＴＭスイッチによるＡＴＭセルの転送を行うことより、制御信号が一つの装置（機能ブロック）に集中することがなく、制御信号の通信路におけるボトルネックが発生しせずに、また、輻輳やセル紛失を生じにくいので、多様な通信網間の接続を高速かつ確実に行うに好適なＧＷを容易に提供することができる。
【００８５】
また、本発明によると、特にＷ−ＣＤＭＡ等では、音声・画像・高速データなどの多様な種類と速度の信号を高信頼度かつ経済的に通信できることが必要であるが、移動体通信網の端末とユーザ間情報を送受信し、移動体通信網同士あるいは移動体通信網と異種通信網の端末間の相互接続を保証するために、必要な符号変換・暗号化等の処理や既存通信網の信号形式との整合を行うマルチメディア信号処理装置及び通信網制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通信網制御システムを用いた通信網の構成図。
【図２】本発明の通信網制御システムの概略を示すブロック構成図。
【図３】交換システムの概略を示すブロック構成図。
【図４】本発明の通信網制御システムの詳細構成を示すブロック構成図。
【図５】本発明のマルチメディア信号の処理装置（ＭＳＰ）７０のブロック構成図。
【図６】信号処理部の種類と処理概要についての説明図。
【図７】信号処理ユニットにおけるプロトコルスタックの説明図（１）。
【図８】信号処理ユニットにおけるプロトコルスタックの説明図（２）。
【図９】ＡＡＬＣＬＡＤの構成図。
【図１０】メモリ制御部２４４の構成図。
【図１１】本発明の通信網制御システムによるＭＳＰとの設定動作説明図。
【図１２】本発明の通信網制御システムによる呼接続制御（移動体網から発呼する場合）についての動作説明図。
【図１３】本発明の通信網制御システムによるＭＳＰとの接続動作説明図。
【符号の説明】
１通信網制御システム（ＧＷ）、２交換システム（ＮＳ）
１０ＡＴＭスイッチ、２０ＡＴＭ通信網インタフェース、
２５ＩＰ通信網インタフェース、４０多重分離装置（ＭＵＸ）
３０ダイバーシティ・ハンドオーバ処理装置（ＤＨ）、
５０信号処理装置（ＳＩＧ）、６０制御装置、
７０マルチメディア信号処理装置（ＭＳＰ）、
８０トランク装置（ＴＲＫ）、１００マルチメディア通信網、
１０１移動体通信網、１０２ＡＴＭ通信網、
１０３ＩＰ通信網、１０４移動体通信網、
１０６通信端末、ＢＳ基地局、
ＣＳ移動端末
７１０ＡＴＭインターフェース（ＡＴＭＩＦ）、
７２０ＡＴＭスイッチ（ＡＴＭＳＷ）またはバス、
７３０制御信号処理装置（ＣＳＩＧ）、
７５０信号処理ユニット（ＳＰＵ）、
７４０プロセッサ（ＣＰＵ）、
７０００、７１００ＡＡＬクラッド（ＡＡＬＣＬＡＤ）、
７２００信号変換部、
７０１０ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）、
７０２０メモリ（ＭＥＭ）、
７２１０デコーダ（ＤＥＣ）、
７２３０音声用信号処理部、
７２４０画像用信号処理部、
７２５０データ用信号処理部、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multimedia signal processing apparatus and a communication network control system, and more particularly to a plurality of types of media (voice / image / data) that interconnect wireless communication networks and other communication networks and communicate at various speeds. The present invention relates to a multimedia signal processing apparatus and a communication network control system for a multimedia communication network suitable for handling.
[0002]
[Prior art]
In today's digital communication networks, in addition to conventional wired communication networks using metallic wires and optical fibers, communication networks using radio as a signal transmission medium, such as mobile communication networks, are increasing. This mobile communication network is shown in the existing STM communication network (Synchronous Transfer Mode) communication network and “Easy digital exchange” issued by the Telecommunications Association, as shown in the “Mobile Communication Handbook” issued by Ohm. The PDC (Personal Digital Cellurar) or PHS (Personal Digital Network) which communicates a signal in a time slot in the same manner as a time division communication network in which a signal is transmitted in a time slot that is time-divided in a synchronized frame. There are CDMA (Code Division Multiple Access) communication networks that use different codes for each signal and communicate with each other as shown in the "Easy Digital Mobile Communication" issued by the Telecommunications Association. To do. Furthermore, wideband CDMA (hereinafter referred to as W-CDMA (Wide Band CDMA)) shown on page 85 of “Nikkei Electronics no. It is a communication network that is attracting attention as a communication system that can transmit and receive signals of the same type and speed with high quality even when moving at high speed, and is expected to be introduced rapidly.
[0003]
On the other hand, the current communication network includes an STM communication network, a packet communication network that carries a signal on a variable-length packet as shown in “Basic knowledge of data exchange” issued by the Telecommunications Association, As shown in “B-ISDN picture book reader” issued by the company, an asynchronous transfer mode communication network (hereinafter referred to as an ATM (Asynchronous Transfer Mode) communication network) that communicates by placing a signal on a fixed-length packet called a cell. Furthermore, as shown in “Mastering TCP / IP” issued by Ohm, an IP network (IP network) that carries signals in accordance with a procedure called Internet Protocol (IP) by placing a signal on a variable-length packet called an IP packet ( There are various communication networks such as the Internet), and each medium of voice, image, and data is communicated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Each of the actual communication networks and communication systems described above has been independently developed and introduced, and there are differences in the signal format (speed / format) and communication procedure (signal system, protocol, etc.). Yes. Also, because the characteristics of the communication network are different, the communication service to be provided and the control mechanism for providing the service (for example, the configuration of the operation system, the configuration of the hardware / software interface, and the function and configuration of the communication application software) There is a difference.
[0005]
Communication network users who use the communication network to send and receive information and providers that provide the communication network are aware of the configuration and procedure of the communication network because the above-mentioned differences in each communication network are eliminated (or absorbed). If you want to use it, you can communicate with the other party using a communication service that can communicate information optimally with the device (terminal) you want to use. It is eager to lead to contribution. That is, a communication network in which the above-described various communication networks are integrated, or a communication network that can perform interworking between networks that can communicate by interconnecting with simple control by absorbing differences between the communication networks. Control systems / communication control devices and control methods thereof are required. In particular, mobile communication networks such as W-CDMA are expected to develop rapidly in the future, and an integrated communication network should be constructed by interconnecting existing various communication networks and mobile communication networks. is important.
[0006]
One of the objects of the present invention is to realize integration or interconnection of the mobile communication network and the existing communication network as described above.
[0007]
The present invention also provides a multimedia signal processing device, a communication network control system, and a communication network control device suitable for controlling a communication network in order to realize integration or interconnection of a mobile communication network and an existing communication network. The mobile communication network control system and the mobile communication network control are suitable for providing the control method with a simple configuration and procedure, and particularly for realizing integration or interconnection between the mobile communication network and the existing communication network. It is an object to provide a device and a control method thereof with a simple configuration and procedure.
[0008]
In the present invention, for example, the existing communication network is allowed to exist as it is, and the communication capability and provision service of the mobile communication network are further utilized so as to make maximum use of the communication capability and provided service originally provided by the communication network. In order not to impair the service, the mobile communication network is connected to each existing communication network, and necessary signal conversion, exchange, or control processing is performed so as to provide interconnection and communication services, and each existing communication network. The multimedia signal processing device, the communication network control system, the communication network control device and its control method for providing information to the desired destination with the desired medium when desired from the terminal of the terminal with a simple configuration and procedure The purpose is to provide.
[0009]
In addition, the present invention realizes a communication service in which a communication network control system accommodates an exchange system for connecting a mobile communication network and an existing communication network, and performs interworking between the mobile communication network and a heterogeneous communication network. It is an object of the present invention to provide a communication control system and a control method thereof that do not need to be aware of the control method unique to the opposite communication network, and need only be aware of the control method as a single interface device. To do.
[0010]
In order to make an incoming call to a mobile terminal accommodated in a mobile communication network, it is necessary for the network side to know which radio base station the mobile terminal of the called party exists. For this purpose, it is necessary to send a location registration request signal issued by the mobile terminal to the location registration management station via the base station control station and register which radio base station is under control. In addition, since a mobile station may move constantly, it is necessary to prevent call loss by calling a plurality of radio base stations as one unit. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multimedia signal processing apparatus, a communication network control system and apparatus, and a control method thereof that can connect to a different network while solving these problems unique to mobile communication.
[0011]
Further, when the mobile terminal moves to a service area of another radio base station while communicating, a process (handover) for switching the radio base station to be communicated with is necessary. In particular, in CDMA, since diversity handover is performed while simultaneously communicating with a plurality of radio base stations, communication information to the mobile terminal must be copied on the network side and passed to a plurality of radio base stations involved in the handover. For this reason, the exchange of control signals related to handover on the network side becomes complicated, and the communication traffic accompanying the handover becomes a heavy burden on the network. In particular, when the handover destination and the handover source radio base station are under the control of different base station control stations, the control signal needs to be transmitted and received between the base station control stations, which is a more complicated process. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a communication network control system and apparatus and a control method therefor that can simultaneously connect to different networks while solving these problems specific to CDMA mobile communication.
[0012]
Further, in W-CDMA, it is necessary to be able to communicate various types and speed signals such as voice, image, and high-speed data with high reliability and economically. In the present invention, the necessary code conversion / encryption is performed in order to transmit / receive information between users of mobile communication networks and between mobile communication networks or between mobile communication networks and terminals of heterogeneous communication networks. It is an object of the present invention to provide a multimedia signal processing apparatus and a communication network control system that perform processing such as conversion and matching with a signal format of an existing communication network.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a communication network control system according to the present invention is an ATM that asynchronously exchanges fixed-length packets (cells) as a switch for exchanging signals by connecting devices of a mobile communication network. A switch is provided to connect each device to the switch to convert / invert signals from the device into cells, and to convert / invert control signals and control procedures from each device into procedures for the internal network control system. Equipped with various communication interfaces to convert.
[0014]
In the conventional mobile communication system, there are restrictions on the communication network to be interconnected and the types of signals that can be handled. On the other hand, the communication network control system of the present invention interfaces with the devices of each communication network and other mobile networks, converts signals transmitted to and received from each communication network into ATM cells, It is equipped with a procedure for transmitting and receiving control signals necessary for information transfer to and from the communication network and a function for terminating the signal. Information is transferred between the communication networks using control signals transmitted and received between the communication networks. By exchanging information to be transferred at the ATM switch, a plurality of different communication networks can be interconnected.
[0015]
In the present invention, a signal processing device that unifies the interface between blocks into an ATM cell and transfers and connects the cells with an ATM switch to absorb differences in signal formats and processing procedures depending on the communication network is provided. Only the number (type) of differences is provided, and the control device controls the communication network control system corresponding to the request while selecting the signal processing device according to the request from the communication network. In the present invention, each functional block such as a signal processing device is configured to transfer a signal to be transmitted in an ATM cell.
[0016]
Since the ATM switch is configured to transfer (self-routing) ATM cells between the functional blocks while preventing cell collision, a path is provided between the functional blocks in the ATM switch, and a communication network control system is used by using the path. By selecting the function block that executes the control to be processed and transferring the information, each function block can proceed with the process.
[0017]
Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention includes a multimedia signal processing apparatus that performs transfer, termination, and conversion of various media. In particular, the present invention includes a signal processing unit that performs inherent signal processing corresponding to sound, image, data, and the like.
[0018]
According to the first solution of the present invention,
An ATM interface for rewriting or assigning an input asynchronous transfer mode cell (ATM cell) to a predetermined header addressed to the device;
A signal processing unit for processing information between users corresponding to various media for a plurality or types of input ATM cells;
A control signal processing device that transmits and receives control signals related to processing by the signal processing unit;
A switching unit for accommodating and switching the ATM interface, the signal processing unit and the control signal processing device;
A processor for controlling connection between the signal processing unit and the ATM interface by the switching unit based on a control signal received by the control signal processing device;
A multimedia signal processing apparatus comprising:
[0019]
According to the second solution of the present invention,
A communication network control system that includes such a multimedia signal processing device and performs control for transferring information by connecting a plurality of types of communication networks,
A plurality of types of interfaces for converting signals from a plurality of types of connected devices into asynchronous transfer mode cells (ATM cells);
A plurality of diversity handover processing devices for performing processing related to diversity and handover of wireless terminals;
A plurality of demultiplexers for demultiplexing control signals and inter-user information for each function;
Comprising a plurality of input lines and output lines, accommodating the multimedia signal processing device, the interface, the diversity handover processing device, the demultiplexing device, and receiving ATM cells received from any of the input lines from the interface; An ATM switch for transferring to one of a plurality of output lines based on the header information of the ATM cell;
A communication network control system comprising:
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a multimedia signal processing apparatus, a communication network control system, a communication control apparatus, a configuration of a communication network using the system and apparatus, and a communication network control method / connection control method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. explain. The embodiment of the present invention described below is an example, and the multimedia signal processing device, the communication network control system, the communication control device, and the control method of the communication network using the same according to the present invention include an ATM communication network and an IP. The present invention can also be applied to interconnections with other types of communication networks such as communication networks, STM communication networks and IP communication networks.
[0021]
FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a communication network using the communication network control system of the present invention.
[0022]
The communication network includes a multimedia communication network 100 having a switching system 2 for connecting different networks with the communication network control system 1 of the present invention, a mobile communication network 101 such as CDMA, W-CDMA, PDC, PHS, ATM communication network (for example, cell relay network) 102 that transmits / receives information by ATM cell, IP communication network (for example, OCN provided by NTT) 103 that transmits / receives information by IP packet, information transmission / reception by time division multiplexed time slots STM communication network (for example, digital switching network provided by NTT or INS64 communication network) 104 is connected.
[0023]
A communication network control system (hereinafter sometimes abbreviated as GW) 1 of the present invention is connected to a mobile communication network 101, controls the mobile communication network 101, and terminates signals unique to the mobile communication network. Or something to convert. When communication is performed between the terminal CS of the mobile communication network 101 and the user terminal 106 accommodated in another communication network, the GW 1 is an exchange system (hereinafter abbreviated as NS) that connects different networks. The control information necessary for communication with 2 and the information to be communicated are transmitted and received. Each GW1 and NS2 are appropriately connected and accommodate various communication networks to connect the mobile communication network and other heterogeneous communication networks. The GW1 and NS2 may be combined into one system or device.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the communication network control system of the present invention.
[0025]
A communication network control system (GW) 1 includes an ATM switch (ATMSW) 10, an ATM interface (ATMIF) 20, a diversity handover processing device (DH) 30 for executing diversity and handover, a demultiplexing device (MUX) 40, a signal A processing device (SIG) 50, a control device (CP) 60, a multimedia signal processing device (MSP (Mulutimedia Signal Processor (or Processing unit))) 70, and trunks 80 are provided.
[0026]
The ATMSW 10 includes various information (voice, image, data, etc.) transmitted and received between users converted into ATM cells, the processor of the control device 60 and each device (communication network or communication network interface device, each functional block in the system) This is an ATM switch for exchanging control information transmitted / received to / from the terminal with a signal having a configuration in which the information portion of the ATM cell is inserted. The GW 1 is used to connect to a large number of mobile communication networks 101 and various communication networks. Since the ATM SW 10 is preferably a switch that does not cause cell loss, a common buffer type ATM switch (for example, JP-A-2-1669). Etc.), an economical and reliable communication network control system can be realized. The ATMIF 20 has an interface function with the ATM communication network. Note that an IPIF 25 having an interface function with the Internet may be further provided. The SIG 50 has a function of transmitting / receiving a control signal to / from a mobile communication network, another GW1 or NS2, or other functional blocks in the system as will be described later. The SIG 50 may be provided inside an appropriate interface. The control device 60 controls the entire GW, and processes control signals transmitted and received between the functional blocks, and performs control information and information exchange control between the functional blocks. The trunks 80 are devices such as a copy trunk that performs copying of ATM cells for performing paging and broadcast communication to mobile terminals in a mobile communication network.
[0027]
A diversity handover processing device (DH) 30 that executes diversity, handover, and the like is provided to prevent a call interruption or quality degradation when the mobile terminal CS moves during communication in the mobile communication network 101. This is an apparatus for performing diversity for selectively generating a signal having excellent call quality based on signals transmitted / received to / from a plurality of base stations BS during handover. The multiplexer / demultiplexer (MUX) 40 is transmitted / received between various control signals (call setting, location registration, handover processing) and terminals transmitted / received by the mobile communication network, for example, being deliberated by the Radio Industries Association (ARIB). This is a device that performs demultiplexing processing on information between users (voice, image, data) and transmits / receives to / from functional blocks to be processed. The multimedia signal processing device (MSP) 70 transmits / receives information between users to / from terminals of the mobile communication network, and guarantees interconnection between the mobile communication networks or between the mobile communication network and the terminals of the heterogeneous communication network. It is a device that performs necessary processing such as code conversion / encryption and matching with the signal format of the existing communication network.
[0028]
In the present embodiment, as NS2, the exchange system described in Japanese Patent Application No. 11-40287 and Japanese Patent Application No. 11-54959 can be used.
[0029]
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the exchange system.
[0030]
The switching system 2 includes an ATM switch (ATMSW) 210, an ATM interface (ATMIF) 220, an STM interface (STMIF) 230, an IP interface (IPIF) 240, a signal processing device (SIG) 250, a processing device (CP) 260, trunks, etc. 270 and a management and maintenance device (OAM) 280.
[0031]
The ATMSW 210 transmits / receives various information (voice, image, data, etc.) transmitted and received between users converted into ATM cells, and between the processor of the control unit 260 and each device (communication network or communication network interface device). This is an ATM switch for exchanging control information with a signal having a configuration in which the control information is put in the information part of the ATM cell. The ATMIF 220 has an interface function with the ATM communication network. The STMIF 230 has an interface function with the STM communication network. The IPIF 240 has an interface function with the Internet. The SIG 250 has a function of transmitting / receiving a control signal to / from each communication network, and a plurality of types can be provided according to required signal conversion / protocol conversion. The control unit 260 performs control of the entire switching system, processing of call control signals exchanged with each communication network, and switching control. The trunks 270 are response devices such as a talkie or a device having a function necessary for realizing various services. The management maintenance device 280 performs monitoring, maintenance, management, clock supply, etc. of the switching system.
The block to perform.
[0032]
This switching system connects to various communication networks, and is preferably a switch having a large capacity and no cell loss as the ATMSW 210. For this reason, a common buffer type ATM switch (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 2-1669) Alternatively, if a cell division type ATM switch (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-981717) is used, an exchange system that is economical and excellent in reliability can be realized. In this specification, a signal having a configuration in which control information or the like is put in the information part of an ATM cell may be simply referred to as in-channel.
[0033]
For example, when a call is made from a terminal of the ATM communication network 102 to a terminal of the STM communication network 104, a signal for controlling connection is input from the ATMIF 220 to the control unit 260 via the ATMSW 210 and the SIG 250. When the controller 260 confirms the availability of the terminal of the STM communication network 104 by call connection control, the control unit 260 sets and controls the ATMIF 210 and the STMIF 230 in-channel, and thereafter, information between the terminals via the ATMSW 210 between the ATMIF 220 and the STMIF 230. Are exchanged and converted so that they can be transmitted and received. If there is a connection request from the terminal to the Internet 103, the IPIF 240 is selected instead of the STMIF 230 and the same operation is performed. It is also possible to select a required talkie or trunk from the trunks 270 during the communication control and connect it to each communication network interface.
[0034]
Next, the configuration and operation of the communication network control system of the present invention will be described in detail.
[0035]
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the communication network control system of the present invention. In this figure, in particular, the configuration, arrangement, and the like of the SIG 50 configuring the GW are shown in detail. Note that a dotted line in the ATMSW 10 indicates that, for example, a representative connection is established.
[0036]
The GW 1 according to the present invention includes a plurality of ATMIFs 20-1 to i (mobile communication networks) for connecting to the mobile communication network 101, the NS2 of the ATM communication network (multimedia communication network) 100, and the IP communication network (Internet) 103. 101), ATMIF20-i + 1 to j (NS2 facing), ATMIF20-j + 1 to 20-m (GW facing), DH30-1 to 1, MUX40-1 to o, SIG50-1 to n, GW are controlled. Each of the control device 60, the MSP 70, and the trunks 80 composed of a plurality of processors is connected to the ATMSW 10 as shown.
[0037]
The SIGs 50-1 to 50-n are mobile terminals CS and base stations BS of the mobile communication network 101, ATM network 100 (NS2), other GW, IP network 103, other functional blocks in the system (DH30, MUX40, MSP70, etc.) ) And the ATMSW 10 and is a device that performs processing of control signals input / output from each network or device, specifically, signal processing of control signals, communication processing such as protocol conversion and termination processing, etc. A plurality and a plurality of types are accommodated in the ATMSW 10. In this embodiment, as described in Japanese Patent Application No. 11-54959, SIGs 50-1 to 50-n are provided, and differences in signal formats and communication protocols of signals transmitted and received with various communication networks and devices are absorbed, converted, and converted. Termination (communication processing) is performed, and the signal subjected to the communication processing is transmitted / received to / from the control device 60, or the signal subjected to the communication processing is transmitted / received to / from each interface with another communication network. That is, the SIGs 50-1 to 50-n convert and absorb differences in control signals to convert them into unified control unit interface signals, or transfer information between communication network interfaces in order to transfer information between different communication networks. Conversion. The SIGs 50-1 to 50-n perform the call processing or the like by the control device 60 analyzing and processing each control signal even if control signals having various forms / procedures are input / output from each communication network by such a conversion operation. Software for providing a communication service requested by a user can be operated. The SIGs 50-1 to 50-n can have a load distribution type configuration as necessary.
[0038]
The control device 60 includes a resource management processor (RMP) 640 having a function of performing resource management of the entire GW 1, a function of performing maintenance / operation of the GW, and a maintenance function having an interface function of communicating with a maintenance / operation center provided outside. An operation processor (OMP) 650, a common line signal processor having a function of processing a common line signal defined by ITU-T (International Telecommunication Union) recommendation and a common line signal network interface function ( CSP) 620, a call processing processor (CLP) 630 that realizes a multimedia call exchange control function by terminating a call control signal from each communication network, distributes functions among the processors, and controls the entire GW 1 The configuration is to be performed. More specifically, an ATM HUB 610, which is a dedicated ATM switch for transferring messages exchanged between the processors, is provided, and the GW 1 is controlled by connecting the processors. Note that the CLPs 630-1 to k can be configured by a plurality of processors according to the capacity (load) of the GW, and the load can be distributed among the plurality of CLPs 630-1 to k. Further, the switch used in the ATM HUB 610 connects the processors to each other and does not require a switch having a capacity as large as that of the ATMSW 10, so that a switch similar to the ATMSW 10 having a smaller capacity may be used. In addition, the ATM HUB 610 is configured such that all processors are directly connected via a line and messages are exchanged based on the address of the cell header. Details of the control device 60 are described in Japanese Patent Application No. 11-47959.
[0039]
The diversity handover processing device (DH) 30 is provided for accommodating the mobile communication network 101 in the multimedia communication network, and supports the movement of the mobile terminal CS during communication in the mobile communication network (CDMA). When performing handover, a plurality of paths are set between the terminal CS, the plurality of base stations BS, and the GW1, and information is transmitted / received, so that a signal having excellent call quality is selected and generated from among them by a predetermined rule. It is a device that performs diversity. In the GW 1 of the present invention, a plurality of DHs 30-1 to 1 are accommodated in the ATMSW 10, and when there is a handover request from the CS (or BS), one of the SIGs 50 analyzes this request, and the control device 60 selects an appropriate DH. The configuration is such that diversity is performed during handover by selecting and specifying. With this configuration, the GW 1 according to the present invention reliably executes handover processing and diversity processing even when a large number of terminals BS in the mobile communication network move at a high speed even when a large number of paths are set during handover. Thus, it is possible to provide a communication system that does not cause a call interruption or a deterioration in call quality during movement.
[0040]
For example, as discussed by the Radio Industries Association (ARIB), in mobile communication networks, in addition to control signals for call connection control of existing wired communication networks, various types of control signals specific to mobile communication networks (Location registration, handover processing, etc.) or transmitted / received from the terminal CS or the base station BS. In addition, the band of information (signal) transmitted / received between terminals is wide, and various types of information (audio / image / data) between users are transmitted / received. Further, these control signals and user-to-user information are mixed (multiplexed) in a packet-like format, and are transmitted / received at a random timing and line (ATMIF 20) from the moving terminal CS or base station BS. . The multiplexer / demultiplexer (MUX) 40 transmits / receives control signals and user-to-user information transmitted / received to / from the mobile communication network to the functional blocks to be surely processed by the various types and complicated timings and configurations described above. This is an apparatus for performing identification demultiplexing processing on signals transmitted to and received from a mobile communication network. In the GW 1 of the present invention, a plurality of MUXs (40-1 to o) are accommodated in the ATMSW 10, and a large amount of signals transmitted to and received from the mobile communication network are distributed to appropriate MUXs for processing. Here, various control signals and information between users are separated, the control information is transmitted and received with an appropriate SIG, processed by the control device 60, and the operation of the GW 1 (communication network control) proceeds, so that the mobile communication networks are different or different from each other. Connection to the communication network is executed. Further, the inter-user information is transmitted / received to / from the destination device based on the connection control.
[0041]
In general, in mobile communication networks (CDMA, W-CDMA), information (signals) transmitted / received by a user at a terminal has a wide bandwidth, and various types of information (voice / image / data) between users are transmitted / received. A variety of communication services can be provided. On the other hand, even in existing communication networks, there are communication networks capable of handling various multimedia services by broadband communication such as ATM communication networks. The multimedia signal processing apparatus (MSP) 70 transmits / receives information between users to / from a terminal of a mobile communication network, and processes the information between users by encoding or encryption so that various communication services can be provided. Alternatively, encoding rules / encryption rules and media are converted to enable communication with different types of terminals. Furthermore, in order to guarantee the mutual connection with the terminal of the existing heterogeneous communication network, the apparatus performs processing such as necessary code conversion / encryption and matching with the signal format of the existing communication network. In the GW 1 of the present invention, such an MSP is accommodated in the ATMSW 10, and information between users transmitted and received in various formats from various lines to various destinations is once collected via the ATMSW 10 and processed economically. A realistic system. The MSP may be installed as a separate device outside the GW 1 so that a plurality of GWs 1 share the MSP.
[0042]
Signals from the above functional blocks (each communication network interface, SIG, and each processor) are all converted into ATM cells 1000, 1100, and 1200, except for messages transferred between a plurality of processors for control, and are sent to the ATMSW 10. The configuration is such that each block is transferred using a set logical path (FIG. 4, a path set between dotted lines in the ATMSW 10). Specifically, as described in JP-A-63-72293, when each functional block adds destination information to the header of the ATM cell, the ATMSW 10 sends the ATM cell to the information destination by a logical path based on the header information. This is a configuration that self-routes to the functional block. Also, the destination information in each functional block is provided with a table in which destination information is stored in advance in each functional block as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-218142. The configuration is such that the destination information is given to the header with reference to the table. The contents of each table are set from a management / maintenance device or an appropriate management device (not shown) in the system when the GW 1 is installed or the configuration is changed.
[0043]
In the following, the configuration and operation of the multimedia signal processing apparatus and communication network control system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that the features of the communication network control system of the present invention will become clearer.
[0044]
FIG. 5 is an example of a block diagram of a multimedia signal processing apparatus (MSP) 70 of the present invention.
[0045]
In the present invention, the MSP 70 used in the GW 1 is connected to the ATM switch (ATMSW) 720 of the MSP 70 via the ATMSW 10 of the GW 1 and the ATM interfaces (ATMIF) 710-1 to 710 -i as shown in FIG. Has been. The ATMIFs 710-1 to 710-i rewrite the input ATM cells to a header addressed to a predetermined device or add such a header and output it. The SPU 750 is provided in plural or plural types, and performs signal processing corresponding to various media on the input ATM cell. The CSIG 730 transmits and receives control signals related to the signal processing of the SPU 750. The ATMSW 720 may have a smaller capacity than the ATMSW 10 and can be configured by a bus, a loop, or the like. ATMIFs 710-1 to 710-i, a control signal processing device (CSIG) 730, a signal processing unit (SPU) 750, and the like are connected to the ATMSW 720. A processor (CPU) 740 is connected to the CSIG 730. The CPU 740 analyzes the control signal received by the CSIG 730, sets a path table based on the control signal, and controls the entire MSP 70.
[0046]
Next, the SPU 750 will be described. As an example, the hardware configuration is shown in SPU 750-1 in FIG. The SPUs 750-1 to 750-m are an AAL clad (AALCLAD) 7000 that decomposes (decelerates) the input ATM cells, a signal conversion unit 7200 that converts signals of various media, and cell assembly of the signal processing results again (cellization) AAL cladding (AALCLAD) 7100 is provided. The AALCLAD 7000 and 7100 can freely select the AAL type according to the purpose. The signal conversion unit 7200 includes a digital signal processor (DSP) 7010 and a memory (MEM) 7020. Signal processing for each medium such as sound, image, and data is executed by the firmware of the DSP 7010. Therefore, since the specific processing content for each medium can be easily changed by changing the firmware of the DSP 7010, the system has high expandability. All processing such as speech coding can be performed by the DSP 7010 on-chip memory. However, when a large amount of memory is required for retransmission processing such as a packet, the signal conversion unit 7200 has MEM 7020 as an external memory. By providing, each process can be executed. The MEM 7020 can also be used as a queuing buffer.
[0047]
Next, a functional block configuration diagram of the SPU 750 is shown in an SPU 750-m. Here, the signal conversion unit 7200 will be particularly described. User data subjected to cell decomposition by the AALCLAD 7000-m is allocated to various appropriate signal processing units by a decoder (DEC) 7210. Here, as an example, the signal processing unit includes an audio signal processing unit 7230, an image signal processing unit 7240, and a data signal processing unit 7250, and can include a plurality of signal processing units. In addition to the above, the signal processing unit can be appropriately provided with media conversion, encryption / decryption, encoding / decoding, compression / decompression, and the like. The signal processing result is selected by a selector (SEL) 7220, cell assembled by an AALCLAD 7100-m, and output.
[0048]
FIG. 6 is an explanatory diagram of the types of signal processing units and processing outlines. As shown in the figure, examples of each medium include voice, N-ISDN, packet, PIAFS (PHS Internet Access Forum Standard), synchronous / asynchronous conversion PPP (Point-to-Point Protocol), FAX, modem, image, and the like. Can be mentioned. Also, in this figure, an example of processing outline is shown for each of these media.
[0049]
Here, “confidential” is a process such as encryption that has not yet been finalized but is expected to be put to practical use in the future. If a specific algorithm is established, It is implemented by a DSP algorithm. In addition, as “the end of FCL (Frame Control Layer)”, the following is performed. That is, on the transmission side (downlink), channel information required by the service is added as FCL header to the data received from the upper layer, and the data is transmitted at a transmission interval according to the service. On the receiving side (upstream), data is received at a reception interval according to the service, and after referring to necessary radio section information and channel information, the FCL header is removed, and the data is transmitted to the upper layer. In the case of voice, for example, a configuration in which the voice coding rate can be changed using the information of the wireless section, and compensation processing when the received data is lost is also performed.
[0050]
7 and 8 are explanatory diagrams (1) and (2) of the protocol stack in the signal processing unit. FIG. 7 shows voice, N-ISDN, packet, and image, and FIG. 8 shows PIAFS, modem, PPP, and FAX. In these figures, U-plane and C-plane (protocol stack of control information accompanying user information) are shown, and the left of each list represents the access side and the right represents the fixed side.
[0051]
FIG. 9 shows an example of a configuration diagram of AALCLAD. The details of AALCLAD 7000 and 7100 are described in, for example, Japanese Patent Application No. 11-51829.
In FIG. 9, the entry-side AALCLAD 7000 can be realized by including a header analysis unit 241, a memory 242, and a memory control unit 244, with the header generation unit 243 being through or omitted. On the other hand, the AALCLAD 7100 on the outgoing side can be realized with a configuration in which the header generation unit 243, the memory 242, and the memory control unit 244 are included and the header analysis unit 241 is through or omitted. Further, as the memory 242, the MEM 7020 in the signal conversion unit 7200 can be used without being provided in the AALCLAD 7000 or 7100.
[0052]
In the AALCLAD 7000 on the input side, when a structured transfer method cell in AAL type 1 is input, data in the payload portion is stored in the memory 242 in units of blocks handled by the structured transfer method. The data stored in the memory 242 is read by the signal conversion unit 7200 (through the header generation unit 243), and signal processing and signal conversion of various media are executed. On the other hand, regarding the AAL type 1 cell, in the outgoing AALCLAD 7100, the data processed by the signal conversion unit 7200 is stored in the memory 242 (through the header analysis unit 241). The data stored in the memory 242 is read by the header generation unit 243 in accordance with the channel replacement structure of each ATM cell to be generated, thereby generating an ATM cell with the channel switched.
[0053]
In the AALCLAD 7000 on the input side, when an AAL type 2 cell is input, each CPS packet is similarly stored in the memory 242 for each channel by the header analysis unit 241, and signal processing of various media is performed by the signal conversion unit 7200. And signal conversion is performed. On the other hand, regarding the AAL type 2 cell, in the outgoing AALCLAD 7100, the data from the signal conversion unit 7200 is stored in the memory 242, and the header generation unit 243 reads the data from the memory 242 according to the structure to be replaced. Thus, an ATM cell in which the CPS packet is replaced can be generated.
[0054]
Next, the header analysis unit 241 will be described in detail. The ATM cell header of the ATM cell input to the AAL switch is analyzed by the header analysis unit 241. AAL type 1 cells detect structured block breaks based on offset information transferred only once in 8 cells for one ATM connection, and store data in the memory 242 in units of blocks. The size of the block is obtained, for example, by being transferred by a control signal between stations or set as station data. The block size is stored in a table in the header analysis unit 241 for each received ATM connection. In addition, the header analysis unit 241 performs reception ATM cell sequence number check, offset information processing, and the like. Since these processes are performed in units of ATM connections, there is a table for managing each received ATM connection for these processes.
[0055]
On the other hand, the AAL type 2 cell has an offset indicated in the start field of the first byte of the ATM payload, and indicates that the head of the CPS packet exists at the position indicated by the offset. That is, the data of the CPS packet that could not fit in the ATM cell immediately before the same ATM connection is filled up to just before the head position. Therefore, the data up to immediately before the offset is stored in the memory 242 so as to be connected to the immediately preceding CPS packet. Since this processing is also performed for each ATM connection, information such as the channel information of the last CPS packet in the ATM cell and the number of remaining bytes of the CPS packet carried over to the next ATM cell is received for each received ATM connection using a table. To manage.
[0056]
As described above, the memory 242 manages data for each block in the AAL type 1 structured transfer method, and in the AAL type 2 for each channel of the CPS packet, and the memory control unit 244 controls the data. By the read control of the memory control unit 244, the channel switching in the AAL type 1 and the CPS packet switching in the AAL type 2 can be performed.
[0057]
The header generation unit 243 generates an ATM cell header, a SAR-PDU (Segmentation and Reassembly-Protocol Data Unit) header in AAL type 1, and a pointer field. In AAL type 2, a start field, a CPS packet header, etc. Generate. The pointer field in AAL type 1 is inserted only once in 8 cells with one ATM connection, but the insertion period is not fixed. When the pointer field is inserted, the AAL user information part is reduced by 1 byte compared to the case where the pointer field is not inserted. Therefore, the information is fed back to the memory control unit 244. Is read out. The header generation unit 243 performs these processes by managing data in a table for each ATM connection and for each CPS packet channel as in the other parts.
[0058]
FIG. 10 shows a configuration diagram of the memory control unit 244.
The memory control unit 244 is a part that controls writing and reading of data to and from the memory 242 as described above. In the case of the AAL type 1 structured transfer method, the write control unit 5 performs control so that data is stored for each structured block, and in the case of AAL type 2, it is stored for each channel of the CPS packet.
[0059]
Whether to read the AAL type 1 cell or the AAL type 2 cell depends on the method by the CPU 740, the method in which the read schedule is instructed by the setting from the control unit of the communication network control system, and the amount of data in the memory 242. There is a method of issuing a read instruction accordingly. This control is performed by the AAL type 1/2 selection control unit 9, and a signal for controlling the memory 242 from the side selected for reading passes through the selector 6 and is transferred to the memory 242.
[0060]
The AAL type 1 read control unit 7 and the AAL type 2 read control unit 8 monitor the amount of data in the memory 242 by comparing the signal from the header analysis unit 241 and the read state of the data from the memory 242. Yes. In AAL type 1, it is monitored whether one block or one CPS packet is accumulated in AAL type 2. In AAL type 2, when one packet is generated from a plurality of CPS packets and processed in units of packets, whether or not one packet is stored is monitored.
In addition to the above, AALCLAD 7000 and 7100 can appropriately correspond to the AAL type.
[0061]
Hereinafter, the operation of the MSP 70 will be described with reference to FIG. 5 again.
[0062]
First, the initialization operation of the MSP 70 is performed simultaneously with the initialization of the main body when the GW 1 of the present invention is started up or set. By this operation, after the initialization of GW1, the SIG 50 and the CSIG 730 in the MSP 70 communicate with each other, and the path table in the MSP 70 is determined by the CPU 740. Specifically, when any ATMIF 710-1 to n is selected, it is determined which SPU 750-1 to m is selected and which signal processing unit is activated. Therefore, the path in the MSP 70 is fixed during operation, but specifically, the path setting can be changed according to need, for example, by time zone, day / night, day of week, or the like.
[0063]
Next, the operation of the MSP 70 will be described on the assumption that a call is set.
Here, as an example, a case will be described in which a call is made from the terminal CS of the mobile communication network 101 and voice information is received by the terminal of the STM communication network 104. As for call connection, for example, according to the procedure described later, call connection control is executed between the mobile communication network 101 and the switching system (NS) 2 connected to the STM communication network 104 inside the GW1, and as a result, A call is set up between the two communication networks, and a communication path is connected through an appropriate interface (for example, ATMIF 20-1 and 20-i) and MSP70. Here, in the terminal CS in the mobile communication network 101, the speech information is GSM-AMR (Global System for Mobile communications-AMR), which is speech coding defined by ETSI (European Telecommunications Standard Institute). It is assumed that the data is encoded to 12.2 kbit / s and transmitted. On the other hand, since communication is performed at 64 kbit / s PCM on the called side, code conversion is necessary.
[0064]
The data input to the MSP 70 is an ATM cell that includes a header and information (here, encoded voice). The type of AAL is assumed to be type 2. Specific ATMIFs 710-1 to n (here, ATM 710-1) are selected in the MSP 70 from the calling network and the incoming network, the type of data, and the like. In the ATMIF 710-1, the header of the ATM cell 1200 is rewritten, and SPUs 750-1 to m (here, SPU 750-m) defined in advance are set as destinations. In the SPU 750-m, the AALCLAD 7000-m operates as an AAL2 clad as described above, disassembles ATM cells, and extracts voice information. The audio information is input to the decoder 7210, and the audio signal processing unit 7230 is selected and transferred there. In the audio signal processing unit 7230, 12.2 kbit / s encoded audio data is decoded in accordance with the GSM-AMR algorithm according to the protocol stack shown in the above-described figure, and the G.G. 711 to 64 kbit / s PCM data. The converted data is selected by the selector 7220 and assembled into AAL type 1 ATM cells suitable for the STM communication network on the called side by the AALCLAD 7100-m. Therefore, AALCLAD7100-m is operating here as an AAL1 cladding. The data assembled in the ATM cell is rewritten to an appropriate destination by the ATMIF 710-1 and transferred to the ATMSW 10.
[0065]
The above is the description of the flow of a series of processes related to voice data that is originated from the mobile communication network terminal and received by the STM communication network terminal. From the STM communication network terminal to the mobile communication network terminal. It goes without saying that the flow of audio data is the reverse process described above. Further, in the case of media other than sound, for example, images, the point that the image signal processing unit 7240 is selected in the signal conversion unit 7200 is a major difference, and conversion processing is performed according to the image protocol stack. Is the same.
[0066]
For data such as a modem and FAX, as can be seen from the protocol stacks shown in FIGS. 7 and 8, there is a protocol stack for control information, and communication is completed by negotiation between terminals. In the case of packet data, the AAL type on the fixed network side is 5, and the AALCLAD 7100 operates as an AAL5 cladding. As described above, the AALCLAD 7000 and 7100 mounted on the SPU 750 of the present invention is characterized in that it can flexibly correspond to the AAL type (see Japanese Patent Application No. 11-51829).
[0067]
In the MSP 70 of the present invention, the path is fixedly set, but efficient processing is possible depending on the traffic of each medium. As shown by the dotted line in ATMSW 720 in FIG. 5, a plurality of SPUs 750-1 to 750 -m are representatively connected to monitor the operation state of each SPU by a monitoring control device (monitoring CNT, not shown). If there is a signal processing unit of the same media in operation, it can be realized by making a path there.
[0068]
On the other hand, the resource allocation of the MSP 70 (the number of channels such as voice, image, and data) is normally defined as station data and is actually set at the time of initialization or setting of the system. Changes are also possible. The MSP 70 has a plurality of SPUs 750-1 to 750 -m. For dynamic changes, for example, these operating states are constantly monitored and used by a monitoring controller (monitoring CNT, not shown). For any of the SPUs 750-1 to m that are not, the number of channels of each medium may be changed by a command from a resource management device (not shown). Since the function of the signal processing unit is realized by the firmware of the DSP 7010, the resource allocation can be easily changed. It is also possible to change the resource allocation by forcibly closing a specific SPU.
[0069]
Furthermore, the MSP of the present invention can provide various services in terms of service. For example, a real-time service such as FAX may be used by temporarily storing it and then taking it out. In this case, IP data transmitted at best effort may be used on the output side. In the functional block diagram shown in SPU 750-m in FIG. 5, the signal processing unit corresponding to each medium is shown. However, since the actual signal conversion processing is executed by the firmware of the DSP 7010, the media conversion as described above is also performed. It can be easily realized.
[0070]
The data transfer path in the MSP 70 can also be set so that load distribution is performed by monitoring the operation status of the code conversion processing in the signal processing unit 750.
[0071]
In the following, the configuration and operation of the communication network control system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that the features of the GW of the present invention become clearer.
[0072]
First, the initial setting operation of the MSP 70 will be described.
FIG. 11 is a diagram for explaining the setting operation with the MSP by the communication network control system of the present invention. This figure shows control of the line number and other system settings with the MSP in the communication network control system GW1-1 when the communication network control system 1-1 is started up as an example. The numbers in parentheses in the figure correspond to the numbers in the following description.
(1) When the communication network control system GW1-1 is started up, the RMP 640 that manages resources of the entire GW1-1 instructs the MSP 70, which is a connection destination, to instruct the MSP of the line number and other setting items with the MSP. Send an Initial Setup message. At this time, in the communication network control system shown in the figure, the ATM cell 1100 provided with a header addressed to the SIG 50 (in this example, SIG 50-5) having a function for the RMP 640 to process the MSP signal for the Initial Setup message. Create and output to ATMSW10.
(2) When the SIG 50-5 receives the ATM cell 1100, the SIG 50-5 converts the control signal in accordance with the protocol stack procedure and converts it into ATM 1000. Since the destination of this cell is the MSP 70 in the same communication network control system GW1-1, a header with the MSP 70 is added and output to the ATMSW 10.
(3) The MSP 70 sets the setting contents by converting the Initial Setup message into a prescribed signal format based on the ATM cell 1000 received from the ATMSW 10.
(4) The MSP 70 creates a Setup Complete message that is a response signal of the Initial Setup message, converts this message into the ATM cell 1000, and outputs it to the ATMSW 10. Since the destination of this cell is SIG50-5, the header is added and output to the ATMSW 10.
(5) When the SIG 50-5 receives the ATM cell 1000 and converts the Initial Complete message according to the protocol stack procedure, the SIG 50-5 creates an ATM cell 1100 to which a header with the RMP 640 as a destination is added to the converted signal. Output to ATMSW10.
(6) The RMP 640 extracts the Initial Complete message from the ATM cell 1100 and continues the startup process in conjunction with each processor.
[0073]
Next, call connection control will be described.
[0074]
FIG. 12 is an operation explanatory diagram for call connection control (when a call is made from a mobile network) by the communication network control system of the present invention. In this figure, as an example, communication is performed when a call is made from the terminal CS of the mobile network 101 to the switching system NS2 connected to the STM communication network 104 (in this example, the ATM communication network 100 (2)). The call connection control of a network control system is shown. The numbers in parentheses in the figure correspond to the numbers in the following description.
(1) First, a control signal requesting a call from the mobile communication network 101 to the ATM communication network 100 (2), for example, a signaling ATM cell storing a SETUP message is transmitted. When the ATMIF 20-1 receives this control signal, it rewrites the header of the ATM cell with a header addressed to the DH 30 that selectively synthesizes the signals from the plurality of base stations BS of the mobile communication networks 101-1 and 101-2. The cell 1000 is output to the ATMSW 10.
(2) The ATMSW 10 transfers the input ATM cell to the DH 30 (in this example, DH 30-1) through the path P1 based on the header information.
(3) The DH 30-1 converts the ATM cell 1000 using a predetermined protocol, and multiplexes and demultiplexes the ATM cell 1200 for transmission and reception of signals and data on the radio interfaces of the mobile communication networks 101-1 and 101-2. The destination information addressed to the MUX 40 (in this example, MUX 40-1) that performs format conversion according to the transmission interface is added and output to the ATMSW 10.
(4) The ATMSW 10 transfers the cell 1200 to the predetermined selected MUX 40-1 through the path P2 based on the assigned header information.
(5) The MUX 40-1 performs multiplexing / demultiplexing for the transmission / reception of signals and data on the radio interface of the mobile communication networks 101-1 and 10-2, and the format conversion corresponding to the transmission interface with respect to the ATM cell 1200, Destination information addressed to SIG 50 (in this example, SIG 50-1) is assigned as cell 1200 and output to ATMSW 10.
(6) The ATMSW 10 transfers the ATM cell 1200 to the predetermined selected SIG 50-1 through the path P3 based on the assigned header information.
(7) The selected SIG 50-1 converts the ATM cell 1200 according to a predetermined protocol and processes a control signal as the ATM cell 1100 (in this example, one of the CLPs 630-1 to Ck because it is a connection request) ) Add a header addressed to and output.
(8) The ATM cell 1100 is transferred to the CLP 630 (CLP 630-1 in this example) selected by the path P4 of the ATMSW 10. The selection of any of the plurality of CLPs 630-1 to k is configured to be executed based on an instruction from the RMP 640.
(9) Upon receiving the ATM cell 1100, the CLP 630-1 extracts the SETUP message from the ATM cell 1100, performs call processing in conjunction with each processor, creates a PROC message as a SETUP response, and sends the SIG 50-1 to the destination. To the ATM cell 1100 to which the header is added and output to the ATMSW 10. Note that, for example, the control described in Japanese Patent Application No. 11-47595 can be used for call connection control based on an interlocking operation between a plurality of processors.
(10) When the SIG 50-1 receives the ATM cell 1100, the communication processor 510 creates the ATM cell 1000 storing the PROC message destined for the ATMIF 20-1 and outputs it to the ATMSW 10 in the reverse order of (7). To do.
(11) The ATMSW 10 transfers 1000 as the input ATM to the ATM-IF 20-1 based on the header information.
(12) When the ATMIF 20-1 receives the ATM 1000 storing the PROC message as a response signal, the ATMIF 20-1 converts it into a signaling ATM cell rewritten with a header addressed to the mobile communication network, and outputs it to the mobile communication network 101.
[0075]
Next, call connection will be described.
[0076]
FIG. 13 is a diagram for explaining the connection operation with the MSP by the communication network control system of the present invention. Regarding call connection, for example, as a result of the call connection control being executed between the mobile communication network 101 and the switching system (NS) 2 connected to the STM communication network 104 in the GW 1 by the above-described procedure, for example, The following paths are connected. That is, the mobile communication network 101 refers to the path to the MSP 70 via the ATMIF 20-1 and the ATMSW 10, and the switching system NS2 connected to the STM communication network 104 (in this example, the ATM communication network 100 (2)). The path to the MSP 70 is connected via the ATMIF 20-i and the ATMSW 10, and a call is set between the two communication networks. Then, processing of information between users, signal processing, and the like are appropriately executed by the MSP 70, and communication between terminals of both communication networks is performed.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, integration or interconnection of existing communication networks can be realized. In addition, according to the present invention, a multimedia signal processing apparatus and a communication network control system suitable for configuring a communication network for realizing integration or interconnection of existing communication networks, and a control method therefor, have a simple configuration and procedure. Can be offered at.
[0078]
According to the present invention, for example, while existing communication networks exist as they are, each existing communication network is connected so as to make maximum use of the communication capability and provided service originally provided by the communication network. Performs necessary signal conversion, exchange, or control processing to provide communication services, and provides information to the desired destination on the desired medium when desired from the terminals of each existing communication network A multimedia signal processing apparatus, a communication network control system, and a control method thereof can be provided with a simple configuration and procedure.
[0079]
Further, according to the present invention, the GW does not need to be aware of the control method specific to the opposite network in order to realize a communication service for interworking with a different network such as an STM communication network, an ATM communication network, or the Internet network. Therefore, it is possible to provide a multimedia signal processing apparatus, a communication network control system, and a control method thereof, which need only be aware of the control method as a single interface device.
[0080]
Further, according to the present invention, as a GW that processes these signals at high speed and reliably and interconnects a plurality of types of communication networks, various and enormous control signals are processed and converted, and the control mechanism of the GW is called. A multimedia signal processing apparatus, a communication network control system, and an arrangement method and a control method thereof that enable high-speed and reliable execution of control such as connection control and communication processing control between communication networks without degrading the performance of an existing communication network. Can be offered. Moreover, according to the present invention, it is also possible to provide a multimedia signal processing apparatus and a communication network control system that can handle various signal processing with a simple and easy configuration that can be expanded and changed, and an arrangement method and a control method thereof.
[0081]
According to the present invention, in order to realize a GW suitable for handling multimedia, a procedure for exchanging control signals with various networks and a signal exchanged in this procedure are processed to each processor. It is possible to provide a signal processing apparatus that communicates with each other and an interface apparatus that converts various signals transmitted and received between various networks into a unified format in the GW. In addition, according to the present invention, these devices can be combined and interconnected with a variety of communication networks. The GW or communication network having a high versatility and easy to expand and change, a signal exchange method and a communication network A control method can be provided.
[0082]
According to the present invention, it is possible to easily add or change each block of a signal processing device or the like, or to add a new communication network interface, and to connect a plurality of types of communication networks having excellent versatility and flexibility. The connected GW can be easily provided.
[0083]
According to the present invention, each functional block such as a signal processing device simply adds the destination information of the functional block to which the signal is to be transmitted to the header of the ATM cell and transmits it as a cell. Self-routing can be performed based on the information of the header to transfer between the destination functional blocks, and the control processing of the switching system can proceed for each functional block.
[0084]
According to the present invention, since ATM cells are transferred by the ATM switch, the control signal is not concentrated on one device (functional block), the bottleneck in the communication path of the control signal does not occur, and Since congestion and cell loss are unlikely to occur, it is possible to easily provide a GW suitable for performing high-speed and reliable connection between various communication networks.
[0085]
According to the present invention, particularly in W-CDMA and the like, it is necessary to be able to communicate various types and speed signals such as voice, image, and high-speed data with high reliability and economically. In order to send and receive information between terminals and users, and to ensure mutual connection between mobile communication networks or between mobile communication networks and terminals of heterogeneous communication networks, processing such as necessary code conversion and encryption, and existing communication networks A multimedia signal processing apparatus and a communication network control system that perform matching with a signal format can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication network using a communication network control system of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a communication network control system of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of an exchange system.
FIG. 4 is a block configuration diagram showing a detailed configuration of a communication network control system of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a multimedia signal processing apparatus (MSP) 70 according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram about types of signal processing units and processing outlines.
FIG. 7 is an explanatory diagram (1) of a protocol stack in a signal processing unit.
FIG. 8 is an explanatory diagram (2) of a protocol stack in the signal processing unit.
FIG. 9 is a configuration diagram of AALCLAD.
10 is a configuration diagram of a memory control unit 244. FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the setting operation with the MSP by the communication network control system of the present invention.
FIG. 12 is an operation explanatory diagram of call connection control (when a call is made from a mobile network) by the communication network control system of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a connection operation with an MSP by the communication network control system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Communication network control system (GW), 2 Switching system (NS)
10 ATM switch, 20 ATM network interface,
25 IP communication network interface, 40 Demultiplexer (MUX)
30 diversity handover processor (DH),
50 signal processing device (SIG), 60 control device,
70 Multimedia signal processor (MSP),
80 trunk device (TRK), 100 multimedia communication network,
101 mobile communication network, 102 ATM communication network,
103 IP communication network, 104 mobile communication network,
106 communication terminal, BS base station,
CS mobile terminal
710 ATM interface (ATMIF),
720 ATM switch (ATMSW) or bus,
730 control signal processor (CSIG),
750 signal processing unit (SPU),
740 processor (CPU),
7000, 7100 AAL clad (AALCLAD),
7200 signal converter,
7010 digital signal processor (DSP),
7020 memory (MEM),
7210 decoder (DEC),
7230 audio signal processing unit,
7240 image signal processing unit,
7250 signal processing unit for data,

Claims

An ATM interface for rewriting or assigning an input asynchronous transfer mode cell (ATM cell) to a predetermined header addressed to the device;
A signal processing unit for processing information between users corresponding to various media for a plurality or types of input ATM cells;
A control signal processing device that transmits and receives control signals related to processing by the signal processing unit;
A switching unit for accommodating and switching the ATM interface, the signal processing unit and the control signal processing device;
A multimedia signal processing apparatus comprising: a processor that controls connection between the signal processing unit and the ATM interface by the switching unit based on a control signal received by the control signal processing apparatus.

The signal processing unit is
The AAL (ATM Adaptation Layer) type corresponding to the media to be communicated with the AAL input ATM cell, the first AAL cladding to be decomposed, and the voice, image, data, etc. from the first AAL cladding A signal converter for converting various media signals,
The multimedia signal processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second AAL clad that assembles the processing result by the signal conversion unit into an ATM cell corresponding to an AAL type corresponding to a communication medium.

The signal converter is
3. The multimedia signal processing apparatus according to claim 2, further comprising any one of an audio signal processing unit, an image signal processing unit, a data signal processing unit, and a media conversion unit.

A communication network control system comprising the multimedia signal processing device according to any one of claims 1 to 3, and performing control for transferring information by connecting a plurality of types of communication networks.
A plurality of types of interfaces for converting signals from a plurality of types of connected devices into asynchronous transfer mode cells (ATM cells);
A plurality of diversity handover processing devices for performing processing related to diversity and handover of wireless terminals;
A plurality of demultiplexers for demultiplexing control signals and inter-user information for each function;
A plurality of input lines and output lines, accommodating the multimedia signal processing apparatus, the interface, the diversity handover processing apparatus, the demultiplexing apparatus, and receiving ATM cells received from any of the input lines from the interface; A communication network control system comprising: an ATM switch that transfers to one of a plurality of output lines based on header information of the ATM cell.