CN100359970C - 通过提取系统内或系统间的tfo信息在非兼容通信系统间进行免串接声码器操作的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

非兼容通信系统间的免串接声码器操作(TFO)可以通过各个系统内通信元件处的硬件修改来启用。一方面，系统1中的各个基础设施实体包括系统内TFO帧发生器(G1)、系统内TFO帧提取器(E1)和系统2的TFO帧提取器(E2)，系统2与系统1非兼容。系统2中的各个基础设施实体包括系统内TFO帧发生器(G2)、系统内TFO帧提取器(E2)和系统1的TFO帧提取器(E1)。在一实施例中，也提供了系统间的TFO帧发生器(G1，G2)。在另一实施例中，使用系统间或系统内的参数，响应于确定被截短成PCM流(812)的TFO帧的信源类型来确定TFO帧内容(820，830)。

Description

通过提取系统内或系统间的TFO信息在非兼容通信系统间进行免串接声码器操作的装置和方法
技术领域
本发明涉及数据通信，尤其涉及在非兼容的通信系统间协调声码器操作。
背景技术
无线通信领域有许多应用，包括例如无绳电话、寻呼、无线本地环路、个人数字助理(PDA)、互联网电话以及卫星通信系统。一种特别重要的应用是远程订户的蜂窝电话系统。如这里所使用的，术语“蜂窝”系统包含使用蜂窝或个人通信服务(PCS)频率的系统。已经为这种蜂窝电话系统开发了各种空中接口，例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。与此相连，已经建立了各种本国和国际的标准，例如高级移动电话服务(AMPS)、全球移动电话系统(GSM)以及临时标准95(IS-95)。IS-95及其衍生标准IS-95A、IS-95B、ANSI J-STD-008(这里通常总称为IS-95)以及所提出的高数据速率系统由电信工业联盟(TIA)及其它公知的标准实体所公布。
按照IS-95的使用配置的蜂窝电话系统采用了CDMA信号处理技术来提供高效且稳健的蜂窝电话服务。实质上按照IS-95标准的使用而配置的示例性蜂窝电话系统在第5,103,459和4,901,307号美国专利中描述，这两个专利被转让给本发明的受让人并且通过引用被结合于此。使用CDMA技术的一种示例性系统是由TIA发布的cdma2000 ITU-R无线传输技术(RTT)候选提案(这里称为cdma2000)。cdma200的标准在IS-2000的草案中给出，并且由TIA认可。另一CDMA标准是W-CDMA标准，如第三代合伙人计划“3GPP”中体现的，文献号为3G TS 25.211、3G TS25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214。
每个标准都定义了怎样处理各类信息用于传输。在一典型的通信系统中，编码器生成一表示语音或数据话务的信息位流。该比特流被细分和成组，与各种控制比特级联，并被分组成用于传输的一种适当格式。根据适当的通信标准，语音和数据话务可以以各种格式被发送，例如帧、分组和子分组。为说明的方便，这里会使用术语“帧”来描述在传输介质上传送话务的传输格式。然而，这里也会使用术语“帧”来描述语音编码器的输出。单词的含义取决于使用该单词的上下文。
语音编码器是一种提取与人类语音发生模型有关的参数、然后使用这些参数来压缩语音供发送的设备。语音编码器一般包括编码器和解码器。语音编码器把到来的语音信号分成时间块、或分析帧。编码器分析到来的语音帧以便提取特定的相关参数，然后把参数量化成二进制表示。二进制表示被分组成传输帧，并且通过一通信信道被发送到带有解码器的接收机。解码器处理传输帧，将它们解量化以产生参数，并且使用解量化的参数重新合成语音帧。语音编码器也称为声音编码器，即“声码器”，这些术语在此可交换使用。
语音编码器的功能是通过删除语音中固有的全部自然冗余而把数字化的语音信号压缩成一低比特率信号。数字压缩通过用一组参数表示语音帧并且采用量化来用一组比特表示这些参数而实现。如果输入的语音帧具有多个比特Ni，语音编码器产生的输出帧有多个比特No，则语音编码器所达到的压缩因子为Cr＝Ni/No。难题是在实现目标压缩因子的同时保持经解码语音的高语音质量。语音编码器的性能取决于语音模型、或者上述分析和合成模型组合的执行情况、以及以每帧No比特的目标比特率执行参数量化过程的情况。这样，语音模型的目标是用每帧一小组参数来获取语音信号的本质，即目标语音质量。
在各种现有的无线通信系统中采用了不同类型的语音编码器，通常使用相当不同的语音压缩技术。然而，一个特定标准所定义的传输帧格式和处理很可能与其它标准所定义的不同。例如，CDMA标准支持在扩频环境中使用可变速率的声码器帧，而GSM标准支持使用固定速率的声码器帧和多速率声码器帧。类似地，通用移动电信系统(UMTS)标准也支持固定速率和多速率的声码器，但不支持可变速率的声码器。为了这些非兼容通信系统间的兼容性和交互性，非常期望能支持GSM和UMTS系统内的可变速率声码器帧，以及支持CDMA系统内的可变速率声码器帧。可变速率声码器的一个例子是可选模式声码器(SMV)，它在US-893中公布；多速率声码器的一个例子是自适应多速率(AMR)声码器，它在“ETSI EN 301 704Digital Cellular Telecommunications System；Adaptive Multi-Rate(AMR)SpeechTranscoding”(AMR标准)中公布；而固定速率声码器的一个例子是高级全速率声码器，它在3GPP TS 46.060：“Digital Cellular telecommunications system(Phase 2+)；Enhanced Full Rate(EFR)speech transcoding”中公布。
促进非兼容系统间的兼容性和交互性的一个重要原因是为了能在非兼容系统间使用宽带声码器。“宽带”声码器是在7000Hz的频率范围内对语音进行编码的声码器。在传统的陆线电话系统中，传输介质和终端的带宽被限制为4000Hz，因此语音一般在300Hz到3400Hz的窄带内被发送，而控制和信令开销在此范围外被传送。
考虑到陆线电话系统的物理约束，蜂窝电话系统内的信号传播用这些相同的窄带频率约束条件来实现，使得始发自一蜂窝订户单元的呼叫可以被发送到陆线单元。然而，蜂窝电话系统能用较宽的频率范围来发送信号，因为蜂窝系统中不存在要求窄频率范围的物理限制。用较宽频率范围生成信号的一种示例性标准在文献G.722 ITU-T中公布，该文献题为“7kHz Audio-Coding within 64kBits/s”，于1989年公布。因而，开发了上面引用的可变速率和多速率声码器的宽带副本。宽带副本提供了优于窄带声码器的声音优点。
当在工作在一蜂窝系统内的两个宽带终端间交换宽带信号时，必须利用附加的处理和约束条件，因为宽带信号对于窄带传输信道来说过“大”。目前，公共交换电话网(PSTN)的最大数据容量为64kbps。对于窄带信号，为了准确地重构原始信号，必须获得8000采样/秒。标准的脉冲编码调制(PCM)采样数据用8比特的码元来表示。通过使用8比特的码元，在使量化误差最小的同时，能达到PSTN连接的最大数据容量(8000采样/秒×8比特/采样＝64000bps)。然而，对于宽带信号，为了准确地重构原始信号必须获得16000采样/秒。因此，宽带信号对于窄带传输信道来说过“大”。
由于64kbps的PSTN连接的物理约束而产生的问题可以通过在网络内的基础设施实体间实现免串接的操作来避免。免串接操作是指在网络中的基础设施实体内旁路声码器。当实现了免串接的操作时，通过使用经截短的8比特PCM码元，可以把来自网络内一个终端的宽带信号经过PSTN传送到同一网络内的另一终端，其中声码器输出比特被截短为PCM码元。
为了实现免串接的操作，发送端和接收端的声码器必须兼容。当宽带信号在同一通信网络内的终端间交换时，这不是问题。待批的美国专利申请(代理人案卷号010004)“COMMUNICATIONS USING WIDEBAND TERMINALS”(现为美国专利公开序列号2002-0131377)解决了这一问题。然而，当希望在非兼容网络的终端间交换宽带信号时存在问题。
例如，在诸如CDMA这样的多址系统中，实现了可变速率的声码器。可变速率声码器的一个例子是宽带可选模式声码器(WB-SMV)。然而，在诸如GSM这样的多址系统中，实现了固定速率或多速率的声码器。多速率声码器的一个例子是宽带自适应多速率声码器(AMR-WB)。尽管声码器类型在结构上和功能上有所不同，然而应该注意到，在声码器类型间共享了公共的一般术语。例如，AMR-WB声码器中的“模式”是指具有固定数据速率的声码器帧。然而，WB-SMV声码器中的“模式”是指通过混合不同帧类型而实现的平均数据速率。单词的含义应该从使用该单词的上下文中得出。为了使由于在多类声码器间使用这种公共共享术语而产生的混淆最小，下面将描述的实施例会使用WB-SMV声码器配置和术语来表示可变速率声码器，而使用AMR-WB声码器配置和术语来表示固定速率和多速率的声码器，而不是窄带形式。然而应该理解，可以扩展配置细节以便不经过度实验而适用于其它声码器。AMR-WB帧结构的技术规范在文献3GPP TS 26.201 V5.0.0(2001-03)中规定。WB-SMV帧结构的技术规范尚未发布。
因而，下面描述的实施例用于在非兼容系统的不同声码器间协调宽带信号的传输，使得在非兼容系统间传输时无需牺牲宽带声码器的声音优点。
发明内容
这里给出了方法和装置能在非兼容系统间进行免串接的操作。一方面，给出了一装置，其用于在第一通信系统的第一声码器和第二通信系统的第二声码器之间协调操作，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：用于从接收到的系统内TFO帧提取免串接操作(TFO)信息的第一提取元件；用于从接收到的系统间TFO帧提取TFO信息的第二提取元件；以及与第一提取元件和第二提取元件在通信上耦合的选择元件，其中所述选择元件用于根据接收到的帧是系统内TFO帧还是系统间TFO帧而选择任一提取元件。
另一方面，给出了一种方法，其用于把第一通信系统的免串接操作特征与第二通信系统的免串接操作特征相协调，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述方法包括：在第一通信系统的第一基础设施实体处，确定第二通信系统的第二基础设施实体的提取能力；选择一适当的免串接操作(TFO)帧格式；使用该适当的TFO帧格式把一声码器帧封装成一TFO帧；把TFO帧发送到第二基础设施实体；在第二基础设施实体处接收TFO帧；确定TFO帧的信源类型；按照TFO帧的信源类型来提取TFO帧的内容。
另一方面，给出了一种装置，其用于把第一通信系统的免串接操作特征与第二通信系统的免串接操作特征相协调，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：在第一通信系统的第一基础设施实体处，用于确定第二通信系统的第二基础设施实体的提取能力的装置；选择一适当的免串接操作(TFO)帧格式并且使用该适当的TFO帧格式把一声码器帧封装成一TFO帧的装置；用于把TFO帧发送到第二基础设施实体的装置；用于在第二基础设施实体处接收TFO帧的装置；以及用于确定TFO帧的信源类型并且按照TFO帧的信源类型来提取TFO帧的内容的装置。
在还有一方面，给出了一种装置，其用于在第一通信系统的第一声码器和第二通信系统的第二声码器之间协调操作，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：至少一个存储器元件；以及至少一个处理元件，所述处理元件被配置成实现在所述至少一个存储器元件中保存的一组指令，所述指令组用于：使用第一表格从接收到的系统内TFO帧提取免串接操作(TFO)信息；以及使用第二表格从接收到的系统间TFO帧提取TFO信息，其中系统内TFO帧与系统间TFO帧具有相同的字段，但是第一表格和第二表格具有不同的比特定义。
附图说明
图1是支持多个用户的通信系统的示意图。
图2是由位于图1通信设备内的各个声码器执行的编码和解码功能的框图。
图3是系统1和系统2内用于系统内声码器旁路的一般设置的框图。
图4是用于生成系统内TFO帧和接收系统内/系统间TFO帧的硬件框图。
图5是用于生成系统内/系统间TFO帧和接收系统内TFO帧的硬件框图。
图6是用于在始发系统处生成和接收系统内/系统间TFO帧并且在目标系统处接收系统间TFO帧的硬件框图。
图7是用于生成和接收系统内/系统间TFO帧的另一硬件配置的框图。
图8A和8B是说明通信系统间协调的TFO操作的流程图。
具体实施方式
如图1所示，无线通信网10一般包括多个远程站(也称为订户单元或移动站或用户设备)12a-12d、多个基站(也称为基站收发机(BTS)或节点B)14a-14c、基站控制器(BSC)(也称为无线网络控制器或分组控制功能16)、移动交换中心(MSC)或交换机18、分组数据服务节点(PDSN)或互通功能(IWF)20、公共交换电话网(PSTN)22(一般是电话公司)、以及互联网协议(IP)网络24(一般是互联网)。为简单起见，示出了四个远程站12a-12d、三个基站14a-14c、一个BSC 16、一个MSC 18和一个PDSN20。本领域的技术人员会理解，可以有任何数量的远程站12、基站14、BSC 16、MSC 18和PDSN 20。
在一实施例中，无线通信网10是一分组数据服务网。远程站12a-12d可以是多种不同类型的无线通信设备的任一类，比如便携式电话、与运行基于IP的Web浏览器应用程序的笔记本电脑相连的蜂窝电话、具有相关的免提汽车部件的蜂窝电话、运行基于IP的Web浏览器应用程序的个人数字助理(PDA)、结合在便携式电脑内的无线通信模块、或者诸如在无线本地环路或仪表读数系统中可见的固定位置通信模块。在最普遍的实施例中，远程站可以是任一类通信单元。
远程站12a-12d可以被有利地配置成执行一个或多个无线分组数据协议，比如在EIA/TIA/IS-707标准中描述的协议。在一特定的实施例中，远程站12a-12d产生指向IP网络24的IP分组，并且使用点对点协议(PPP)把IP分组封装到帧内。
在一实施例中，通过按照几个已知协议中的任何一个为语音和/或数据分组传输配置的有线，IP网络24耦合到PDSN 20，PDSN 20耦合到MSC 18，MSC耦合到BSC 16和PSTN 22，而BSC 16耦合到基站14a-14c，所述协议包括例如E1、T1、异步传输模式(ATM)、互联网协议(IP)、点对点协议(PPP)、帧中继、高比特率数字用户线(HDSL)、不对称数字用户线(ADSL)或者其它普通的数字用户线设备和服务(xDSL)。在另一实施例中，BSC 16直接耦合到PDSN 20，MSC 18不耦合到PDSN 20。
在无线通信网10的一般操作期间，基站14a-14c从电话呼叫、Web浏览或其它数据通信中涉及的各个远程站12a-12d接收多组反向链路信号，并对其进行解调。如这里使用的，“反向链路”是指从远程站指向基站的传输。给定的基站14a-14c所接收的各个反向链路信号在该基站14a-14c中被处理。通过调制多组前向链路信号并将其发送到远程站12a-12d，各个基站14a-14c可以与多个远程站12a-12d通信。如这里使用的，“前向链路”是指从基站指向远程站的传输。例如，如图1所示，基站14a同时与第一和第二远程站12a、12b通信，基站14c同时与第三和第四远程站12c、12d通信。所产生的分组被转发到BSC 16，后者提供了呼叫资源分配和移动管理功能，包括把一特定远程站12a-12d的呼叫从一个基站14a-14c软切换到另一个基站14a-14c。例如，远程站12c同时与两个基站14b、14c通信。最终，当远程站12c移到离基站之一14c足够远时，呼叫会被切换到另一基站14b。在W-CDMA系统中，该系统被归类为UMTS系统，无线通信系统组件的术语不同，但功能是相同的。例如，基站被称为工作在UMTS地面无线接入网(U-TRAN)中的无线网络控制器(RNC)。前向链路被称为“下行链路”，反向链路被称为“上行链路”。
如果传输是一常规的电话呼叫，BSC 16就会把接收到的数据路由到MSC18，后者提供附加的路由服务用于和PSTN 22相接。如果传输是一基于分组的传输，比如指向IP网络24的数据呼叫，MSC 18就会把数据分组路由到PDSN 20，后者会把分组发送到IP网络24。或者，BSC 16会把分组直接路由到PDSN 20，后者把分组发送到IP网络24。
图2是由位于图1无线通信系统的通信设备内的各个声码器执行的编码和解码功能的框图。远程站或终端12a是包括声码器201的通信设备，声码器具有编码部份202和解码部份203。模拟语音被远程终端12a所接收，并由编码部份202编码成分组化的数据。分组化的数据被发送到基站14a。声码器211的解码部份213把分组化的数据转换成标准的脉冲编码调制的信号(PCM)用于在PSTN(未示出)上发送。PCM信号通过PSTN被发送到目标基站14b，目标基站14b警告目标远程终端12c。目标基站14b处声码器221的编码部分222把PCM信号编码成分组化的数据，用于发送给远程终端12c。远程终端12c处的声码器23 1的解码部份233对分组化的数据进行解码并且形成合成语音。
上述过程也用于把信号从远程终端12c通过编码器232、解码器223和编码器212发送到远程终端12a。图2所示多个声码器的使用称为“串接声码”。由于对语音信号执行的多重编码和解码功能而发生语音信号的降级。如果始发终端处的声码器与目标站点处的声码器具有相同的配置，则可以旁路串接声码。声码器旁路的实现细节在第5,956,673号美国专利中描述，该专利题为“Detection and Bypass ofTandem Vocoding Using Detection Codes”，被转让给本发明的受让人并且通过引用被结合于此。特别是，一伪随机检测码可以嵌入在PCM输出中，使得具有正确的服务选项编程的接收声码器能检测到该代码，从而总结出始发方使用了类似的声码器。如果远程终端的声码器相同，则目标远程终端的解码器可以对始发远程终端所产生的已编码语音进行解码。然而，如果声码器不相同，则在现有技术中不能实现串接声码的旁路。
这里所述的实施例用于协调不同声码器的操作，从而能在非兼容系统间实现免串接操作，即声码器旁路。如这里使用的，一非兼容系统可以被视为与始发系统使用不同的接入技术的一系统。例如，在此把基于CDMA的系统和基于TDMA的系统视为非兼容系统。通常，所述实施例针对以始发和终端系统两者的基础设施实体均能接入的格式来传输可变速率和多速率的声码器帧内容。
首先应该注意到，为了在两个终端间实现宽带生代码全部声音优点，免串接操作(TFO)是基本的。宽带信号要求128kbps的数据容量(16000采样/秒×8比特/采样)，而窄带传输信道仅提供了64kbps的容量。为了克服这一问题，应该禁用基础设施实体的特定“路径中”设备，比如回声对消器等等，而发送基础设施实体处的编码器应该产生一掺杂的PCM信号。特别是，一始发终端把一宽带输入信号编码成声码器帧，并且把声码器帧发送到始发的基础设施实体。始发基础设施实体对接收到的声码器帧进行解码，并且基于经解码的信号产生PCM码元。然后，始发基础设施实体把接收到的声码器帧比特截短为所产生的PCM码元流。换言之，所产生的PCM码元流通过包括了声码器帧比特而改变。
按照惯例，PCM码元的长为8比特。在一种方法中，通过用接收到的声码器帧的两个比特替换PCM码元的两个最低有效位而改变了PCM码元流。在目标基础设施实体处，提取两个最低有效位，并用它们来重构声码器帧。PCM码元的其它6比特被丢弃，或者这些比特在免串接连接失败时被保存。
在目标基础设施实体处，重构的声码器帧被直接传送到目标终端。把一声码器帧从非兼容的基础设施实体传送到非兼容的目标终端所需的过程和装置在待批的美国专利申请(代理人案卷号020742，现为美国专利申请公开序列号2004-0081195)和待批的美国专利申请(代理人案卷号.)中描述。在上述美国专利申请中，与转换声码器帧相反，通过在基础设施实体处重新格式化声码器帧而在非兼容系统的声码器间传送声码器帧。重新格式化的细节在此不再讨论。
这里所述的实施例涉及在始发基础设施实体处用声码器帧比特截短PCM码元的过程和设备、以及在目标基础设施实体处从经截短的PCM码元提取声码器帧比特的过程和设备。用于建立免串接操作的设置过程并非本申请的主题。
在一实施例中，一声码器帧被重新打包成一特殊的TFO帧，该特殊的TFO帧被截短成多个PCM码元。在该实施例的一方面，创建了新的表格，它们重新定义了已经存在的传输信道帧的控制比特，以便生成该特殊的TFO帧。在另一实施例中，非兼容方的解码子系统在一基础设施实体内实现，使得校验接收到的传输信道帧中是否有非兼容的声码器帧内容，并将传输信道帧路由到适当解码子系统。
在第一实施例中，始发基础设施实体内的一基础设施实体接收一声码器帧并且产生一TFO帧。执行该任务的硬件在此一般称为TFO帧发生器，并且会包括任一适当配置的处理实体。类似地，可以实现软件来执行TFO帧发生器的功能。下面示出从TFO帧发生器输出的一般TFO帧结构。
TFO帧结构
比特八位组     1     2     3     4     5     6     7     8
    0 系统标识符比特，数据比特和控制比特
    1
    2
    ...
    ...
    39
在上面的例子中，TFO帧包括40个八位组，有320个比特。接收到的声码器帧中的数据比特和控制比特被关键地嵌入在TFO帧结构中。特定的比特位置对应于特定的功能。例如，第一八位组中的比特位置可以为系统标识符保留，第二个三分之一的八位组中的比特位置仅为数据而保留，即声码器的比特，而最后三分之一的八位组中的比特可以为从始发基础设施实体到目标基础设施实体的控制比特而保留。因此，每个比特位置都有已定义的含义。320个比特足以传送一个声码器帧。例如，对于一20ms的分析帧，宽带声码器输出267个比特。因此，一个TFO帧可以对应于一个声码器帧。
在生成了TFO帧以后或者当正在生成TFO帧时，始发基础设施实体内的基础设施实体把接收到的声码器帧解码成语音，并且用经解码的语音产生PCM码元。由于始发基础设施实体会需要PCM码元中的比特来传送TFO帧，因此PCM波形应该用26级的密码本来表示，而不是28级的密码本。因此，量化误差有所增加。然后，基础设施实体开始把所产生的TFO帧附着到所产生的PCM码元。或者，基础设施实体可以保持较大的PCM密码本，仅仅在一些指定的地点“截短”PCM码元至少一次。在任一情况下，PCM码元都很可能在20ms的TFO传输帧中被发送，因为每个20ms的帧能传送160个码元，这足以传送320个TFO帧比特。
从经解码的声码器帧产生PCM信号的目的不是因为任何技术上的约束，而是由于法定的约束。只有在为了符合要求通过适当的法律实施当局来接入各方间通信的联盟指令时，PCM信号的传输才是必要的。
在目标基础设施实体处，接收到经改变的PCM码元，并且提取TFO帧的比特。提取可由任何硬件执行，所述硬件被适当地配置以执行提取功能。或者，可由处理实体和存储器实现软件来执行提取功能。为说明起见，硬件/软件在此会被称为TFO帧提取器。注意到目标基础设施实体通过呼叫设立过程知道TFO比特的存在，这是上述待批美国专利申请的主题。TFO帧提取器可以进一步被配置成从提取的比特中重构TFO帧。从重构的TFO帧中提取了声码器帧的比特，并将所述比特重排为声码器帧。同样，声码器比特的提取可由被适当配置以执行提取功能的任何硬件/软件来执行。为说明起见，硬件或软件的替代物会被称为声码器帧提取器。然后，声码器帧被进一步重新格式化用于发送到目标终端。注意到，根据期望，TFO帧提取器和声码器帧提取器的功能可以合并在单个功能实体中。
在上述实施例中，TFO帧发生器被配置成按照声码器帧的信源产生两种不同类型的TFO帧。如果声码器帧的信源是一可变速率声码器且目标终端在GSM或UMTS系统内，或如果声码器帧的信源是一多速率声码器且目标终端在CDMA系统内，则根据信源类型把特殊的控制比特插入TFO帧。因此，目标基础设施实体处的解码器应被配置成在一给定的TFO帧内正确地解释控制比特。解码器配置细节在下面结合硬件配置给出。
TFO帧可以被视为一表格，其中特定的比特位置传送与系统参数有关的信息。例如，一个位置中的比特位置会为始发声码器标识一操作模式，另一位置中的比特位置会标识声码器类型，而还有一个位置中的比特位置会标识声码器所使用的密码本。TFO帧的这一理解符合典型传输帧的解释。然而存在一重要差异，因为这些TFO帧的控制比特并非和常规传输帧以相同的方式来解释的。
所述实施例针对非兼容系统的基础设施实体处的各种变化，尤其针对基础设施实体处的发送和接收子系统。所述实施例构想了灵活的发送子系统和接收子系统，所述子系统能在常规传输帧格式和系统间宽带声码器帧比特的TFO帧格式间交替选择。此外，通过为系统内声码器帧比特的TFO帧格式挪用已经存在的表格，可以简化带有宽带声码器帧比特的TFO帧的生成和提取。
TFO帧发生器和提取器
为了实现这里所述的观点和概念，始发和终止基础设施实体处的发送和接收机子系统必须被适当配置。为了执行系统内的声码器旁路，网络内的各个基础设施实体应该具有能生成TFO帧的TFO帧发生器以及能处理接收到的TFO帧的TFO帧提取器。(仅为说明起见，在下面的例子中未包括声码器帧提取器。)图3说明了系统内声码器旁路的普通设置。
系统1的基础设施实体300a、300b各自被配置成具有一TFO帧发生器G1和一TFO帧提取器E1，用于执行系统内的声码器旁路。系统2的基础设施实体310a、310b各自被配置成具有一TFO帧发生器G2和一TFO帧提取器E2，用于执行系统内的声码器旁路。下面的实施例针对改变用于在各个系统内实现系统内TFO的现有表格。然而，为了执行系统间的声码器旁路，不同通信系统中的基础设施实体应该至少包括图4到7所示的配置之一。
图4是说明一实施例的框图，其中在非兼容系统的所有基础设施实体处实现了用于生成系统内TRO帧的硬件以及用于接收系统内和系统间的TFO帧的硬件。在该实施例中，系统1中的各个基础设施实体400a、400b包括一系统内TFO帧发生器G1、一系统内TFO帧提取器E1以及系统2的TFO帧提取器E2，系统2与系统1不兼容。系统2中的各个基础设施实体410a、410b包括一系统内TFO帧发生器G2、一系统内TFO帧提取器E2以及系统1的TFO帧提取器E1。
根据该实施例，各个基础设施实体都装备有另一系统的TFO帧提取器。系统内TFO帧提取器无需改变。为了选择适合于TFO帧内容(即或是系统内声码器帧比特或是系统间声码器帧比特)的提取器，应该将一交换实体协作地耦合到不同的TFO帧提取器。可以实现用于在提取器间选择的任何硬件或软件配置。注意到，各个提取器会使用不同的表格来确定TFO帧内特定位置处比特的解释。因此，替代的实施例可以是用两个表格实现的单个提取器，其中一选择元件根据接收到的TFO帧的信源类型来确定提取器使用哪个表格。该替代实施例可以对于下面所述的任一实施例而实现。
图5是说明一实施例的框图，其中在非兼容系统的所有基础设施实体处实现了用于生成系统内和系统间TFO帧的硬件以及用于接收系统内TFO帧的硬件。在该实施例中，系统1中的各个基础设施实体500a、500b包括一系统内TFO帧发生器G1、一系统内TFO帧提取器E1’以及系统2的TFO帧发生器G2’，系统2与系统1不兼容。系统2中的各个基础设施实体510a、510b包括一系统内TFO帧发生器G2、一系统内TFO帧提取器E2、一系统间TFO帧提取器E2’以及系统1的TFO帧发生器G1’。
如这里所使用的，下标表示为了从另一系统的声码器接收声码器帧而修改了提取器或发生器。例如，如果系统1是CDMA系统，系统2是GSM系统，则TFO帧发生器G2会被配置成接收一多速率的声码器帧。然而，在CDMA系统中直接替换G2会造成问题，因为G2不会被配置成接收可变速率的声码器帧。因此，需要把G2修改为G2’，后者能接收可变速率的声码器帧，并且仍旧能生成适合GSM的TFO帧格式。
修改可以采取替代的表格的形式，其中创建附加的标识码，使用不同的CRC多项式，并且禁用不连续/连续(DTX/CTX)传输指示符。(DTX/CTX是多速率声码器的特征，其未在可变速率声码器中发现。)替代的表格重新定义了TFO帧的特定位置处比特的功能。例如，表示AMR-WB模式的比特可以被置于基于WB-SMVTFO帧表格修改的帧表格中。如上所述，已经定义了系统内WB-SMV旁路的TFO帧格式。在系统内的WB-SMV TFO帧格式中没有为AMR-WB模式比特指定的比特位置。在该实施例中，重新定义了WB-SMV TFO帧表格中特定比特位置的功能，使得可以在这些比特位置处传送AMR-WB模式比特，反之亦然。
例如，第三个八位组中的比特位置2可能根据系统内WB-SMV TFO帧的给定表格被解释为一数据比特。然而，如果要使用WB-SMV系统内TFO帧作为AMR-WB目标站点的系统间TFO帧，则CDMA系统中的基础设施实体可以使用一替代的AMR-WB表格，该表格把第三个八位组中的比特位置2定义为一控制比特。因此，基础设施实体会有对于外部系统中的功能已经占有了现有系统内帧格式的硬件和/或软件。
如果TFO帧发生器G2’修改自G2，则系统2处的接收机子系统需要能正确地读取G2’所生成的TFO帧。系统2处的接收机也需要能读取系统内TFO帧。
注意到，该实施例使基础设施实体能接收系统内的TFO帧和略微修改的系统内TFO帧。该基础设施实体无需接收另一系统的系统内TFO帧，所述另一系统的系统内TFO帧可能具有完全不兼容的格式。
图6是说明一实施例的框图，其中在始发系统处存在用于生成和接收系统间和系统内TFO帧的硬件，在终止系统处存在用于生成系统内TFO帧并且接收系统间TFO帧的硬件。在该实施例中，系统1中的各个基础设施实体600a、600b包括一系统内TFO帧发生器G1、一系统内TFO帧提取器E1、系统2的TFO帧发生器G2’以及系统2的TFO帧提取器E2。系统2中的各个基础设施实体610a、610b包括一系统内TFO帧发生器G2和一系统内TFO帧提取器E2’。
图7是说明一实施例的框图，其中在始发系统处实现了用于生成系统内TFO帧并接收系统间TFO帧的硬件，在终止系统处存在用于生成和接收系统内和系统间TFO帧的硬件。在该实施例中，系统1中的各个基础设施实体700a、700b包括一系统内TFO帧发生器G1和一系统内TFO帧提取器E1’。系统2中的各个基础设施实体710a、710b包括一系统内TFO帧发生器G2、一系统内TFO帧提取器E2、系统1的TFO帧发生器G1’以及系统1的TFO帧提取器E1。
图8A和8B是描述上述实施例方法的流程图。图8A描述了始发系统处TFO帧的生成，图8B描述了目标系统处TFO帧的提取。
在图8A的步骤800处，确定应该在第一通信系统的一终端和非兼容通信系统的一目标终端之间开始宽带通信。
在步骤802处，第一系统的TFO帧发生器确定第二系统的提取能力。
基于步骤802处的判决，TFO帧发生器在步骤804选择一适当的TFO帧格式，用于把声码器比特从第一通信系统的终端传送到目标终端。
在步骤806处，把系统间TFO帧发送到第二通信系统的基础设施实体，其中所述基础设施实体支持目标终端。
在图8B的步骤810处，第二通信系统的基础设施实体开始接收被截短为PCM流的TFO帧。在步骤812处，基础设施实体确定TFO帧的信源类型。如果信源类型是系统内TFO帧的类型，则流程前进到步骤820。如果信源类型是系统间TFO帧的类型，则流程前进到步骤830。
在步骤820处，基础设施实体继续从经截短的PCM流提取TFO帧比特，并且根据系统内规范确定TFO帧的内容。
在步骤830处，基础设施实体继续从经截短的PCM流提取TFO帧比特，并且根据第一通信系统的系统内TFO参数来确定TFO帧的内容。
在步骤812处作出的判决是基于用多个提取元件配置的系统，各个提取元件都用外部系统的系统内TFO参数来配置。应该注意到，如果第一通信系统结合了第二通信系统的系统内TFO参数并且能发送第二通信系统的TFO帧，则无需实现步骤812和步骤830。
为了清楚，已经为W-CDMA系统和cdma2000系统的特定实现描述了本发明的各个方面、实施例和特征。然而，可以有利地实现或采用其它固定速率、多速率和可变速率的系统和标准来支持这里所述的实施例。
本领域的技术人员可以理解，信息和信号可以用多种不同技术和工艺中的任一种来表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子或它们的任意组合来表示。
本领域的技术人员能进一步理解，结合这里所公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚说明硬件和软件间的互换性，各种说明性的组件、框图、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行了阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。熟练的技术人员可能以对于每个特定应用不同的方式来实现所述功能，但这种实现决定不应被解释为造成背离本发明的范围。
结合这里所描述的实施例来描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤的实现或执行可以用：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者为执行这里所述功能而设计的任意组合。通用处理器可能是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可能用计算设备的组合来实现，如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任意其它这种配置。
结合这里所公开实施例描述的方法或算法的步骤可能直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或在两者当中。软件模块可能驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性存储介质与处理器耦合，使得处理器可以从存储介质读取信息，或把信息写入存储介质。或者，存储介质可以与处理器整合。处理器和存储介质可能驻留在ASIC中。ASIC可能驻留在用户终端中。或者，处理器和存储介质可能作为离散组件驻留在用户终端中。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (8)

1.一种用于在第一通信系统的第一声码器和第二通信系统的第二声码器之间协调操作的装置，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：
第一提取元件，用于从接收到的系统内免串接操作TFO帧中提取TFO信息；
第二提取元件，用于从接收到的系统间TFO帧中提取TFO信息；以及
与第一提取元件和第二提取元件通信上耦合的选择元件，其中所述选择元件用于根据接收到的帧是系统内TFO帧还是系统间TFO帧来选择任一提取元件。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括：
第一发生器，用于生成一系统内TFO帧用于传输；以及
第二发生器，用于生成一系统间TFO帧用于传输。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一提取元件还被配置成从接收到的系统内TFO帧提取一声码器帧。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二提取元件还被配置成从接收到的系统间TFO帧提取一声码器帧。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二发生器通过占用一系统内TFO帧来生成系统间TFO帧。
6.一种用于把第一通信系统的免串接操作特性与第二通信系统的免串接操作特性相协调的方法，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述方法包括：
在第一通信系统的第一基础设施实体处，确定第二通信系统的第二基础设施实体的提取能力；
选择一适当的免串接操作TFO帧格式；
使用所述适当的TFO帧格式把一声码器帧封装到一TFO帧内；
把所述TFO帧发送到第二基础设施实体；
在所述第二基础设施实体处接收所述TFO帧；
确定所述TFO帧的信源类型；
根据所述TFO帧的信源类型来提取TFO帧的内容。
7.用于把第一通信系统的免串接操作特性与第二通信系统的免串接操作特性相协调的装置，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：
在第一通信系统的第一基础设施实体处，用于确定第二通信系统的第二基础设施实体的提取能力的装置；
用于选择一适当的免串接操作TFO帧格式并且使用所述适当的TFO帧格式把一声码器帧封装到一TFO帧内的装置；
用于把所述TFO帧发送到第二基础设施实体的装置；
用于在所述第二基础设施实体处接收所述TFO帧的装置；以及
用于确定所述TFO帧的信源类型并且根据所述TFO帧的信源类型来提取TFO帧的内容的装置。
8.一种用于在第一通信系统的第一声码器和第二通信系统的第二声码器之间协调操作的装置，其中所述第一通信系统与所述第二通信系统是非兼容的，所述装置包括：
至少一个存储器元件；以及
至少一个处理元件，所述处理元件被配置成实现所述至少一个存储器元件中保存的一组指令，所述一组指令用于：
使用第一表格从接收到的系统内免串接操作TFO帧中提取TFO信息；以及
使用第二表格从接收到的系统间TFO帧中提取TFO信息，其中系统内TFO帧与系统间TFO帧具有相同的字段，但是第一表格和第二表格具有不同的比特定义。
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