CN100515103C - 基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统及通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统及通讯方法，系统包括移动电话、网关；移动电话和网关间基于信令的通讯过程，比较协商共同的语音编解码方式，建立语音服务连接；其中移动电话，包括：移动通讯网射频模块，中央处理器，人机接口模块，存储器模块，语音信号处理器，电源模块，语音编解码器，麦克，耳机，无线局域网芯片组和协议处理器；支持多种终端的通用型网关包括：共享存储器，网络处理器，外部接口和数字信号处理器。本发明的移动电话可用于移动通讯网和无线局域网，既扩大移动电话的使用范围，又可降低资费。本发明的网关支持所有语音编解码方式，可实现多种终端在VoIP中的统一接入，简化终端的设计。

Description

基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统及通讯方法

技术领域

本发明涉及到将移动通讯网和普通无线网络相融合的移动语音通讯系统，特别涉及到基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统及通讯方法。

背景技术

语音编解码是IP语音通讯的重要基础，当前主要的编解码方式有：G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.729、G.726、CDMA QCELP、GSM Enhanced Fullrate(EFR)、GSMAdaptive Multi-Rate(AMR)等语音编解码方式。它们有不同的编码效率，并且习惯地用于不同设备的语音编解码，如G.711、G.728、G.723、G.726、G.729常用于网络电话的语音编解码，CDMA QCELP用于以IS-95为基础的CDMA系统中，EFR用于GSM规范06.60中，AMR定义于GSM06.90系统中，同时它也是许多第三代无线通讯系统的语音编解码方式。当今实现的各种通讯设备只是固定支持其中的一种或几种编解码方式，或可以固定完成语音编解码的转换。这样就对终端的网络接入以及设备之间的互操作产生了很大的影响，在当今各种通讯设备相互融合、相互渗透的情况下，这种影响尤为重要；比如说移动电话只能通过GSM、GPRS、CDMA或其他3G移动通讯网络接收话音服务，支持CDMA QCELP、GSM EnhancedFullrate(EFR)、GSM Adaptive Multi-Rate(AMR)语音编解码方式；当前IP网络主要为固定的终端提供话音服务，如通常意义上的VoIP电话或宽带电话，或通过无线局域网络的AP(Access Point)为少量移动终端提供话音服务，如WLAN手机或蓝牙手机提供IP语音服务，但它们只支持G.711、G.721、G.728、G.723.1、G.726、G.729语音编解码方式，不能为移动通讯网络中的移动终端提供语音服务；许多公司开始了将移动通讯网和普通无线网络的语音服务在移动终端上作融合，尽管工作的思路和方向都有不同，但他们仍然把移动通讯网络的语音编解码和现有VoIP的语音编解码看作为两套独立的语音服务体系，只是将两套话音服务物理地整合起来，移动终端上同时支持两种语音编解码体制，造成移动终端的体积、功耗和成本的提高。循此路径，许多IC公司将两套体系整合在高集成度的ASIC中，本质上依旧是两套语音体系，专用的ASIC系统必然伴有昂贵的软硬件许可证(License)费用，并且此类ASIC还要一段研发时间才能面世，所有这些给本发明留下了思考的空间。

此外，现有网关所支持的语音编解码方式有限，对于某些特定的语音编解码方式现有网关不能支持，例如：CDMA QCELP、GSM EFR、GSM AMR等。而这将会影响对移动通讯网和无线局域网实现双重接入的移动终端的使用范围，因此希望可以提供一种与新型移动终端配合使用的新型网关。

由于现有网关功能上的限制，现有的VoIP系统的编解码方式是端到端的，即通话的两终端必须支持相同的语音编解码方式，这就限制了其它语音编码方式终端的VoIP实现，不利于实现各种终端之间的互联互通。提供一种可以对普通模拟电话、有线和/或无线局域网内的软终端实现VoIP接入服务的真正意义上的通用网关具有广泛的应用前景，该通用网关特别支持可在移动通讯网和无线局域网实现双重接入的移动电话终端。

发明内容

本发明的目的在于克服将两套话音服务物理整合在一起的现有技术所带来的移动电话体积大，功耗和成本高以及现有网关支持的语音编解码方式数量有限的缺陷以及现有网关所在的VoIP系统中通话终端的语音编解码方式必须相同的缺陷，从而提供基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统及通讯方法，它包括基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话和支持多种终端的通用型VoIP网关，它实现了移动通讯网、普通无线网以及公用电话网之间的互联互通。

本发明的目的是这样实现的。

本发明提供的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，该系统包括移动电话、网关，其中：

所述的移动电话，如图2所示，包括：移动通讯网射频模块1，中央处理器2，人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5，电源模块6，语音编解码器7，麦克8和耳机9；

所述的网关，实现了对现有所有语音编解码方式相互间的转换，包括：共享存储器12，网络处理器13，外部接口和数字信号处理器14；共享存储器12用于临时存储语音数据，网络处理器13用于实现网络的接入与路由功能；

所述的移动电话是基于现有移动电话语音编解码体系的，它还包括无线局域网芯片组10和协议处理器11；所述的无线局域网芯片组10的功能是实现无线局域网的接入，所述的协议处理器11是VoIP协议处理器，它的功能是实现语音数据在IP网上传输的相关协议；其中：移动通讯网射频模块1一端与射频天线相连，另一端与中央处理器2实现双向数据连接，中央处理器2分别与人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5和VoIP协议处理器11数据连接；语音信号处理器5与中央处理器2、语音编解码器7相连接，语音编解码器7分别连接到麦克8，耳机9；VoIP协议处理器11与中央处理器2、人机接口模块3、存储器模块4、无线局域网芯片组10连接；无线局域网芯片组10还要连接到射频天线上；电源模块6为其他各个功能模块供电。

所述的网关是支持多种终端的通用型VoIP网关，其中，共享存储器12还存有在网络处理器13和数字信号处理器14中运行的程序，这些程序在使用时从共享存储器12上加载到网络处理器13或数字信号处理器14上进行操作；数字信号处理器14根据原有的和要转换的语音编解码方式从共享存储器12中选择和加载语音编解码方式转换程序，实现对各种语音编解码方式的转换；共享存储器12挂接在网络处理器13和数字信号处理器14的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，网络处理器13和数字信号处理器14通过共享存储器12进行数据交换；网络处理器13上面连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器14、共享存储器12、网络处理器13三者之间相互数据连接。

上述技术方案中，所述的无线局域网芯片组10包括网络接口控制器(NIC)、基带信号处理器、中频处理单元和射频单元；其中，网络接口控制器实现无线局域网协议中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器之间的接口；射频单元、中频处理单元和基带信号处理器等三个单元组成无线收发设备，实现无线局域网数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密的物理层功能，并与网络接口控制器进行信息交互。

所述的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话接入方式的选择方法有两种，一种是手动设置，一种是智能选择。

上述技术方案中，所述的移动通讯网射频模块1是CDMA射频模块，GSM射频模块和GPRS射频模块中的一种。

上述技术方案中，所述的无线局域网芯片组10是802.11a芯片组、802.11b芯片组、802.11g芯片组中的一种。

一种网关与终端间的通讯方法，包括：

1)网关与终端之间基于信令的通讯过程，使所述网关与终端之间比较协商共同的语音编解码方式，并建立语音服务连接；

2)网关接收语音数据，根据语音数据原有的语音编解码方式和要转换到的新的编解码方式选择相关的语音编解码方式转换程序，在本地实现语音数据的转换。

3)网关将转换后的语音数据发送到终端，由终端做进一步处理。

上述技术方案中，所述的语音服务连接的建立过程包括：

a)终端和网关间建立连接；

b)呼叫的发起方发起语音通讯呼叫；

c)呼叫的发起方通过标准协议或自定义协议(控制字)生成信令，并将信令发出，信令中包含呼叫发起方的所有语音编解码方式；

d)呼叫的接收方接收信令，并回复本身所拥有的语音编解码方式，呼叫发起方与接收方进入编解码方式协商阶段，比较双方是否有公共的编解码方式，这一协商与比较的过程在网关上进行；

e)根据编解码方式的比较结果，做出选择，若没有公共的编解码方式，则执行下一步，若有公共的编解码方式，则跳转到步骤h)；

f)在网关和终端上都发送通讯失败报告；

g)网关记录新的编解码方式，以备升级时使用，结束本次语音服务建立流程；

h)有公共的编解码方式，则根据预先设定的信息，寻找一个效率最高的编解码方式；

i)按照所选定的效率最高的编解码方式，在呼叫发起与接收双方的相关部件加载相应的语音编解码程序，为语音数据的编解码做准备；

j)选定编解码方式后，建立语音通讯的媒体连接；

k)进行语音通讯和转发。

本发明的优点在于：

1、本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话既能够用于移动通讯网，又能够用于无线局域网，增加了移动电话的使用范围。

2、本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话通过与无线局域网的连接，实现了基于因特网的IP语音服务，与现有移动电话相比，降低了通讯费用。

3、本发明的移动电话是基于现有移动电话的语音编解码体系，利用现有移动电话的数字信号处理器，只在现有移动电话的基础上增加必要的功能模块，减小了移动电话的体积，降低了移动电话的功耗和成本。

4、本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关实现了对现有的全部语音编解码方式的支持，各种语音编解码方式之间可以相互转换，扩大了各种终端的使用范围。

5、本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关支持多种终端的接入，无论终端是哪种语音编解码方式，都能应用在网关中。

6、通话的终端间可以具备不同的语音编解码方式，既可实现多种终端在VoIP系统中的统一接入，又可以简化终端设计，降低终端成本。

附图说明

图1为本发明装置的一种可能的应用场景

图2为本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话的结构图

图3为本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话在一个具体实施方式中的结构图

图4为本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关在一个具体实施方式中的结构图

图5为本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话和本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关建立语音服务的流程图

图6为本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关的应用场景图

图面说明：

1  移动通讯网射频模块     2   中央处理器       3  人机接口模块

4  存储器模块             5   语音信号处理器   6  电源模块

7  语音编解码器           8   麦克             9  耳机

10 无线局域网芯片组       11  VoIP协议处理器   12 共享存储器

13 网络处理器             14  数字信号处理器

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的内容做详细介绍。

本发明的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统包括基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话和支持多种终端的通用型VoIP网关。

为了方便对本发明的理解，先介绍本发明的应用场景。如图1所示，为本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话的应用场景。本发明的移动电话可以像现有的普通移动电话一样在移动通讯网络中获得语音服务，这种语音服务接入方式可以称之为移动通讯网接入方式；也可以像WLAN手机或蓝牙手机一样通过IP网络获取VoIP语音服务，这种语音服务接入方式可以称之为无线局域网接入方式。移动通讯网接入方式具有覆盖范围广的优点，但通讯时的费用较高；而无线局域网接入方式的覆盖范围受到限制，但通讯费用低，而且可以提供高质量的语音服务或Internet服务。若能够将两种通讯方式结合起来，发挥各自的长处，会有广泛的应用前景。

由于现有网关所支持的语音编解码方式有限，因此可能会限制本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话的使用范围。而且现有网关所支持的现有的VoIP系统的编解码方式是端到端的，即通话的两终端必须支持相同的语音编解码方式，这样也会限制其它语音编码方式终端的VoIP实现，不利于实现各种终端之间的互联互通。

本发明的支持多种终端的通用型VoIP网关不仅适用于本发明的基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话，而且对其他类型的终端也同样适用。

基于现有移动电话语音编解码体系的移动电话与支持多种终端的通用型VoIP网关相结合，就是本发明的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统。

本实施例的移动电话是基于现有移动电话的语音编解码体系，不增加现有移动电话的运算能力，只要在现有移动电话的基础上增加必要的功能模块，就能够实现对移动通讯网和无线局域网的双重适用。

参照图3，制作一款基于GSM制式的现有移动电话语音编解码体系的移动电话。在图中实线框内为GSM制式的现有移动电话的结构，包括：移动通讯网射频模块1采用GSM射频模块，中央处理器2，人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5，电源模块6，语音编解码器7，麦克8，耳机9。本实施例的移动电话增加了无线局域网芯片组10，该芯片组10采用市场上购买的802.11b芯片组(802.11a芯片组、802.11b芯片组或802.11g芯片组中的任意一种都可以)，和增加了协议处理器11，这两个新增功能模块实现了无线局域网的接入。各个功能模块间的连接关系为：GSM射频模块1一端与射频天线相连，另一端与中央处理器2实现双向数据连接，中央处理器2分别与人机接口模块3，存储器模块4，语音信号处理器5和协议处理器11数据连接；语音信号处理器5与中央处理器2、语音编解码器7相连，语音编解码器7还要分别连接到麦克8，耳机9；协议处理器11与中央处理器2、人机接口模块3、存储器模块4、802.11b芯片组10连接；802.11b芯片组10则还要连接到射频天线上；电源模块6为其他各个功能模块供电。

下面就上述模块分别加以说明。

GSM射频模块1为本实施例移动电话的射频部分，主要完成TDMA帧调制到射频及相反的解调过程。GSM射频模块1是一项成熟的现有技术，很容易从市场上得到相应的部件，在此不再详细描述。

中央处理器2的功能根据本实施例移动电话的通讯方式的不同而改变。当本实施例移动电话采用移动通讯网接入方式时，中央处理器2的功能是实现信道编码，当本实施例移动电话采用无线局域网接入方式时，中央处理器2的功能是直接将数据传送到VoIP协议处理器11中。此外，中央处理器2还有对通讯方式进行选择的功能。

人机接口模块3是人与移动电话间交流的一个平台，通过该平台，移动电话向人传递信息，人向移动电话发出指令。常见的人机接口有键盘、显示器。本实施例移动电话的人机接口模块3与现有移动电话的人机接口没有本质性的区别，故在此不再详述。

存储器模块4用来存储相关的程序，以及在通讯时用来缓存数据。

语音信号处理器5的功能是实现长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)和解码，语音信号处理器5是对通用的数字信号处理器(DSP)进行编程来完成上述功能的。与现有移动电话相比，语音信号处理器5没有做任何的改进，本实施例移动电话基于现有移动电话的语音信号处理器就能够实现信号的处理，这就降低了成本，提高了本实施例移动电话的可实现性，是本发明的最主要的创新。

电源模块6的功能是存储电能，为本实施例移动电话的各个模块提供电能。电源模块6与现有的移动电话中的电源装置是一样的。

语音编解码器7的功能包括：对语音信号进行模/数转换，对语音信号进行采样、量化和编码等，实现PCM信号与模拟信号之间的相互转换。

麦克8的作用是将声波转换为模拟电信号。

耳机9的作用是将模拟电信号转换为声波。

上述部件在现有的移动电话中都能够找到相应的部件，利用现有技术也很容易实现上述的功能。

802.11b芯片组10和协议处理器11是本实施例移动电话和现有移动电话的主要区别，对它们的结构与功能详细描述如下。

802.11b芯片组10主要包括网络接口控制器(NIC)、基带信号处理器(BBP)、中频处理单元(IF)和射频单元(RF)。

其中，NIC主要实现IEEE802.11规范中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器11之间的接口，如PCMCIA接口，在VoIP协议处理器11有数据要发送时，NIC负责接收VoIP协议处理器11发来的数据，按照一定的格式封装成帧，然后根据多址接入协议把数据发送到信道中去。当接收数据时，NIC根据接收帧中的目的地址判断该帧是否是发往本机的数据，如果是，则接收该帧信息，并进行CRC(循环冗余校验)，拆去帧头，把数据送到VoIP协议处理器11。

RF、IF和BBP等三个单元组成无线收发设备，实现了802.11b的物理层功能，包括数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密等，并与NIC进行必要的信息交互。发送数据时，首先由BBP完成扩频调制，IF把扩频调制的信号上变频到中频载波进行放大滤波处理，然后由RF上变频到射频后由天线辐射出去。接收数据时就是一个与发送数据相反的逆过程。

协议处理器11的功能是实现语音数据在IP网上的传输，主要实现了与VoIP实现相关的协议栈(如MGCP、SIP或H.323中的一种信令控制协议)以及语音数据包封装协议RTP等其他相关协议栈。

协议处理器11也是一个从市场上可以得到的标准部件。

在本实施例中已经提到，本实施例移动电话有两种接入方式。在本实施例中，移动通讯网接入方式具体采用GSM模式，无线局域网接入方式具体采用802.11b。下面分别对这两种接入方式中，语音信号的转换过程进行描述。

GSM方式：语音信号经过麦克8完成声电转换后，语音信号转换成模拟信号，在语音编解码器7中完成模/数转换，模拟信号转换成数字信号，并在语音编解码器7中完成采样、量化和编码，形成64Kbit/s的PCM信号。PCM语音信号经过语音信号处理器5，完成长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)，然后在中央处理器2中完成信道编码，送入GSM射频模块1完成加密、GSMK调制等处理，最终形成射频信号，经射频天线发送。上述为语音信号的发送过程。语音信号的接收过程则是一个相反的逆过程。射频信号在GSM射频模块1中转换成基带信号后完成GSMK解调、解密及自适应均衡后，将基带数字信号送入到中央处理器2中进行信道解码，提取语音数据后，送数据进入语音信号处理器5进行RPE-LTP解码，形成PCM语音信号，在语音编解码器7中经过数/模转换后，驱动耳机9完成电声转换。

802.11b方式：语音信号经过话筒完成声电转换后，语音信号转换成模拟信号，在语音编解码器7中完成模/数转换，模拟信号转换成数字信号，并在语音编解码器7中完成采样、量化和编码，形成64Kbit/s的PCM信号。PCM语音信号经过语音信号处理器5，完成长期预测的规则脉冲激励编码(RPE-LTP)，在经过中央处理器2时，对语音信号不进行GSM的信道编码，直接将数据传到VoIP协议处理器11。在VoIP协议处理器11中，完成对VoIP协议(如MGCP、SIP或H.323)的实现以及语音数据RTP流的转换。然后语音数据进入802.11b芯片组10中，其中的网络接口控制器(NIC)接收主机发来的数据，按照一定的格式封装成帧，然后根据多址接入协议把数据发送到信道中去。RF、IF和基带信号处理器(BBP)等三个单元组成无线收发设备，实现了802.11b的物理层功能，包括数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密等，在发送数据时首先由BBP完成扩频调制，IF把扩频调制的信号上变频到中频载波进行放大滤波处理，然后由RF上变频到射频后由天线辐射出去。上述为语音信号的发送过程。语音信号的接收过程是一个相反的逆过程，在此不再详细描述。

由于本实施例移动电话有两种语音接入方式，因此，在本实施例中还有如何选择语音接入方式的问题。通常，对语音接入方式进行选择的方法有两种，一种是手动设置，一种是智能选择。无论是哪一种选择方法，对语音接入方式的选择是在中央处理器2中实现的。用户手动设置适合长期驻留在某一网络中的情况，比如用户在家庭或办公室室内，有无线局域网覆盖，用户手动关闭移动通讯网络接入方式，选用无线局域网接入方式，这样用户可以获取低资费、高质量的语音服务或Internet服务。智能选择方式适合于用户大范围网络间移动的情况，由于无线局域网的覆盖区域界限的模糊性，本实施例移动电话周期地监测无线局域网的信号能量，达到接入阈值时，自动切换到无线接入网进入方式，使移动通讯网接入模块进入长时间休眠的状态，获取无线局域网的IP语音服务及其它Internet服务，当本实施例移动电话离开移动无线局域网时，当监测到无线局域网的信号能量低于阈值时，启动移动通讯网络接入模块，获得不间断的语音服务及Internet服务。采用智能选择方式时，接入阈值的设定，无线局域网信号能量的周期性监测以及信号能量与接入阀值的比较与判定是在中央处理器2中实现的。

需要再一次说明的是，在实施例中所例举的GSM移动通讯方式和802.11b无线局域网接入方式只是为了更好地说明实施例，对于其他的移动通讯方式或无线局域网接入方式，本发明所述的移动电话同样适用。

新型的移动电话(终端)必须要有与之相配套的网关。如图4所示，为本实施例的新型网关结构图。

本实施例的一种支持多种终端的通用型VoIP网关包括：共享存储器12，网络处理器13和数字信号处理器14；共享存储器12挂接在网络处理器13和数字信号处理器14的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，主要的功能之一是交换语音数据；网络处理器13上连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；数字信号处理器14与共享存储器12和网络处理器13数据连接。

共享存储器12用于临时存储语音数据，语音数据在编解码前后都存放在该存储器中，共享存储器12还存有在网络处理器13和数字信号处理器14中运行的相关程序，这些程序在使用时从共享存储器12上加载到网络处理器13或数字信号处理器14上进行操作。

网络处理器13用于实现网络的接入与路由功能，它是由一单芯片组成的。

数字信号处理器14实现对各种语音编解码方式的转换，它是由单芯片组成的。

网关还有多个接口，在本实施例中，这些接口包括：802.11b接入点，LAN接口，WAN接口，FXO接口，FXS接口。

802.11b接入点用于接收以802.11b协议编成的无线信号。

LAN接口用于网关与局域网之间的连接。

WAN接口用于网关与广域网之间的连接。

FXO接口的作用是与普通模拟电话网络相连接的标准接口。

FXS接口的作用是与普通模拟电话相连接的标准接口。

由于本发明的网关支持多种语音编解码方式，而终端也可能有不止一种的语音编解码方式，网关与终端之间有一个基于信令的通讯过程，使双方比较协商共同的语音编解码方式。信令是通过标准协议，如H.323，SIP、H.248或MGCP，或自定义协议(控制字)生成的一种控制字段。利用信令可以在网关和终端间创建语音服务的链接。其中，呼叫的发起方可以是网关也可以是终端，同样的，呼叫的接收方可以是网关也可以是终端。

利用信令创建网关与终端间具体的语音服务过程参见图6，包括：

步骤100、终端和网关间建立连接；

步骤200、呼叫的发起方发起语音通讯呼叫；

步骤300、呼叫的发起方通过标准协议，如H.323，SIP、H.248或MGCP，或自定义协议(控制字)生成信令，并将信令发出，信令中包含呼叫发起方的所有语音编解码方式。

步骤400、呼叫的接收方接收信令，并回复本身所拥有的语音编解码方式。呼叫发起方与接收方进入编解码方式协商阶段，比较双方是否有公共的编解码方式。这一协商与比较的过程一般在网关上进行。

步骤500、根据编解码方式的比较结果，做出选择。若没有公共的编解码方式，则执行下一步，若有公共的编解码方式，则跳转到步骤800。

步骤600、在网关和终端上都发送通讯失败报告。

步骤700、网关中的网络处理器13记录新的编解码方式，以备升级时使用。结束本次语音服务建立流程。

步骤800、有公共的编解码方式，则根据预先设定的信息，寻找一个效率最高的编解码方式。

步骤900、按照所选定的效率最高的编解码方式，在呼叫发起与接收双方的相关部件加载相应的语音编解码程序，为语音数据的编解码做准备。

步骤1000、选定编解码方式后，建立语音通讯的媒体连接。

步骤1100、进行语音通讯和转发。

网关与终端建立连接后，语音数据在网关中有一个转换流程，考虑到通用性，语音数据在本实施例网关中的一般转换流程为：外部语音数据(也包含FXS或FXO的语音数据)通过网络处理器13的网络接口进入网关，网络处理器13和数字信号处理器14以主从方式共享数据总线、地址总线和控制总线，网络处理器13将这些语音数据临时存放在共享存储器12，数字信号处理器14根据语音数据的现有编码方式及其要转换到的编码方式从共享存储器12中选择并加载相关的语音编解码方式转换程序，运行该程序对共享存储器12中的语音数据进行编解码格式的转换。数字信号处理器14实现了语音编解码方式的转换以后，将新编码的语音数据发送到共享存储器12、并通知网络处理器13发送转换后的语音数据。网络处理器13根据转换后的新的语音编解码方式，选择网络接口将语音数据发送出去。

在网关中实现了语音数据编解码方式转换并将相关数据发送出去后，终端接收到语音数据，此时的语音数据编解码方式是终端所支持的，因此终端可以对语音数据直接进行处理，将其转换为声音信号。

由上述的语音数据的转换流程可见，无论终端是何种语音编解码方式，只要网关支持该终端的语音编解码方式，则无论通话的两终端的语音编解码方式是否相同，两终端间都可以进行通话，克服了使用现有网关时通话的两终端必须支持相同的语音编解码方式所造成的终端使用的局限性。

在本发明网关所在的范围内，对于各种终端，无论其是何种语音编解码方式，都可以实现语音通讯。因此，在本发明网关广泛应用的情况下，终端可以只选用一种最简单的语音编解码方式，这样就简化了终端的设计，降低了终端成本。

如图5所示，为本发明的网关的一个应用场景。移动终端A在本发明网关的附近，移动终端A要与远处的终端B进行通讯。移动终端A发出建立联系的请求以后，本发明的网关通过信令与终端B进行协商，选择终端B所能够支持的一种语音编解码方式。然后网关将移动终端A所发送的语音数据的编解码方式转换为终端B支持的语音编解码方式，然后将转换后的语音数据通过因特网和/或其他通讯网络传送到终端B处，终端B可以直接对语音数据做进一步的处理。语音数据从终端B传送到移动终端A的过程与之相类似。其中，终端B可以是任何的语音通讯终端，如移动终端，普通模拟电话、普通模拟电话网络等。

本实施例的网关可以实现语音数据多种方式的传送。

1、语音数据通过广域网进行VoIP通讯。

网络处理器13通过802.11b接入点接收到RPE-LTP编码方式的语音数据，网络处理器13将这些语音数据临时存放在共享存储器12中，同时给数字信号处理器14发送处理请求信号，请求对语音数据进行编解码方式的转换，数字信号处理器14接到请求后，视自身是否忙碌，做相应的应答，若忙，则发阻塞信号给共享存储器12，使数据在共享存储器12中继续等待，若空闲，则发请求信号给共享存储器12，请求共享存储器12将语音数据送入数字信号处理器14中，以进行进一步的处理。语音数据进入数字信号处理器14后，数字信号处理器14根据语音数据的现有编码方式(RPE-LTP编码方式)及其要转换到的编码方式(G..711)从共享存储器12中选择并加载相关的语音编解码方式转换程序，利用该程序将RPE-LTP编码方式转换到G..711方式。转换结束以后，以G..711方式编码的语音数据被传送到网络处理器13，网络处理器13将数据打包，选择WAN接口传入Internet中。反向过程类似。

2、语音数据通过局域网进行VoIP通讯。

若实现语音通讯的外部移动终端在同一局域网中，则通过局域网可以实现移动终端与其它终端的互联，即语音数据可以通过局域网进行VoIP通讯。语音数据通过局域网进行VoIP通讯与通过广域网进行VoIP通讯相比，有其自身的特点：外部的移动终端可以通过网关的802.11b的接入点与其它终端实现互联。

外部移动终端间的互联可以分为两种情况：

1)若两个外部移动终端的语音编解码格式相同，则语音数据进入网关以后不需要数字信号处理器14进行语音编解码方式的转换，语音数据进入网络处理器13以后选择相应的语音数据通道，直接将语音数据输出。

2)若两个外部移动终端的语音编解码格式不同，网络处理器13通过802.11b接入点接收语音数据，并存入共享存储器12，在数字信号处理器14中做语音编解码格式的转换，转换后的语音数据选用相应的语音数据通道发送给同一局域网中的外部移动终端。

上面的实施例描述了两种可能的语音数据传送情况，根据具体的语音编解码方式可以对实施例中的相关接口做相应调整。

在本发明的实施例中，无线局域网标准都采用了802.11b，对于802.11a和802.11g等其他无线局域网标准，本发明同样适用。

以上的描述，就是一个完整的基于现有移动电话语音编解码体系的VoIP语音通讯系统的硬件组成和软件操作流程，根据本实施例的说明完全可以再现本发明。

Claims (7)

1、一种基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，该系统包括移动电话、网关，其中：

所述的移动电话，包括：移动通讯网射频模块(1)，中央处理器(2)，人机接口模块(3)，存储器模块(4)，语音信号处理器(5)，电源模块(6)，语音编解码器(7)，麦克(8)和耳机(9)；

所述的网关，包括：共享存储器(12)，网络处理器(13)，外部接口和数字信号处理器(14)；共享存储器(12)用于临时存储语音数据，网络处理器(13)用于实现网络的接入与路由功能；

其特征在于，所述的移动电话还包括无线局域网芯片组(10)和协议处理器(11)；无线局域网芯片组(10)实现无线局域网的接入，协议处理器(11)实现语音数据在IP网上传输的相关协议；移动通讯网射频模块(1)一端与射频天线相连，另一端与中央处理器(2)实现双向数据连接，中央处理器(2)分别与人机接口模块(3)、存储器模块(4)、语音信号处理器(5)和协议处理器(11)数据连接；语音信号处理器(5)与中央处理器(2)、语音编解码器(7)相连接，语音编解码器(7)分别连接到麦克(8)、耳机(9)；协议处理器(11)与中央处理器(2)、人机接口模块(3)、存储器模块(4)、无线局域网芯片组(10)连接；无线局域网芯片组(10)还要连接到射频天线上；

所述的网关中，共享存储器(12)还存有在网络处理器(13)和数字信号处理器(14)中运行的程序，这些程序在使用时从共享存储器(12)上加载到网络处理器(13)或数字信号处理器(14)上进行操作；数字信号处理器(14)根据原有的和将要转换的语音编解码方式从共享存储器(12)中选择和加载语音编解码方式转换程序，实现对各种语音编解码方式的转换；共享存储器(12)挂接在网络处理器(13)和数字信号处理器(14)的共享的数据总线、地址总线和控制总线上，网络处理器(13)和数字信号处理器(14)通过所述共享存储器(12)进行数据交换；网络处理器(13)上面连有多个接口，通过这些接口，实现网关与外部的数据通讯；所述数字信号处理器(14)、共享存储器(12)、网络处理器(13)三者之间相互数据连接。

2、根据权利要求1所述的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，其特征在于，所述的无线局域网芯片组(10)包括网络接口控制器、基带信号处理器、中频处理单元和射频单元；其中，网络接口控制器实现无线局域网协议中的MAC层功能，负责接入控制，是基带处理器与VoIP协议处理器之间的接口；射频单元、中频处理单元和基带信号处理器三个单元组成无线收发设备，实现无线局域网数据的串/并转换、调制/解调、扩频/解扩、加/解扰、加/解密的物理层功能，并与网络接口控制器进行信息交互。

3、根据权利要求1所述的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，其特征在于，所述的移动电话接入方式的选择方法有两种，一种是手动设置，一种是智能选择。

4、根据权利要求1所述的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，其特征在于，所述的移动通讯网射频模块(1)是CDMA射频模块，GSM射频模块和GPRS射频模块中的一种。

5、根据权利要求1所述的基于移动电话语音编解码体系的语音通讯系统，其特征在于，所述的无线局域网芯片组(10)是802.11a芯片组、802.11b芯片组、802.11g芯片组中的一种。

6、一种网关与终端间的通讯方法，包括：

1)网关与终端之间基于信令的通讯过程，使所述网关与终端之间比较协商共同的语音编解码方式，并建立语音服务连接；

2)网关接收语音数据，根据语音数据原有的语音编解码方式和要转换到的新的编解码方式选择相关的语音编解码方式转换程序，在本地实现语音数据的转换；

3)网关将转换后的语音数据发送到终端，由终端做进一步处理。

7、根据权利要求6所述的网关与终端间的通讯方法，其特征在于，所述的语音服务连接的建立过程包括：

a)终端和网关间建立连接；

b)呼叫的发起方发起语音通讯呼叫；

c)呼叫的发起方通过标准协议或自定义协议生成信令，并将信令发出，信令中包含呼叫发起方的所有语音编解码方式；

d)呼叫的接收方接收信令，并回复本身所拥有的语音编解码方式，呼叫发起方与接收方进入编解码方式协商阶段，比较双方是否有公共的编解码方式，这一协商与比较的过程在网关上进行；

e)根据编解码方式的比较结果，做出选择，若没有公共的编解码方式，则执行下一步，若有公共的编解码方式，则跳转到步骤h)；

f)在网关和终端上都发送通讯失败报告；

g)网关记录新的编解码方式，以备升级时使用，结束本次语音服务建立流程；

h)有公共的编解码方式，则根据预先设定的信息，寻找一个效率最高的编解码方式；

i)按照所选定的效率最高的编解码方式，在呼叫发起与接收双方的相关部件加载相应的语音编解码程序，为语音数据的编解码做准备；

j)选定编解码方式后，建立语音通讯的媒体连接；

k)进行语音通讯和转发。

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