CN101009918B - 使用不同语音编码方式的个人手持电话系统间的小区切换 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在使用不同语音编码的PHS之间进行小区切换的方法。它包括步骤：检测链路质量；若质量低于预定值，进行小区切换；建立物理链路和链路层链路的连接；发送信令消息“CC SETUP”；判断目标CS采用的是现有的还是新的语音编译码器；按照现有的呼叫建立流程或新的呼叫连接建立呼叫，从而完成小区的切换。还提供了一种执行该方法的PHS。本发明可以无须更改空中接口，就可以实现不同版本PHS之间的切换。

Description

使用不同语音编码方式的个人手持电话系统间的小区切换

技术领域

本发明涉及电话通信，尤其涉及在使用不同编码方式的个人手持电话系统(PHS)间进行小区切换的方法。

技术背景

PHS主要用于解决固定电话终端在有限范围内的移动性问题。它作为固定电话的延伸和补充，采用ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)语音编码方式，充分利用了现有固定电话的网络资源。

但是，PHS在复杂的无线环境中对抗各种衰落的能力较差。由于PHS采用的是微蜂窝技术，基站覆盖范围小，加上手机终端在通话时经常改变位置而需要进行频繁的小区切换，为了保持一定的通话质量，需要增加PHS的基站数量。但网络中复杂的不同基站重叠以及移动性管理差等会引起断话、静音、盲区多、切换频繁、基站维护困难和维护费用高等一系列问题。由于大城市用户密度高以及无线环境复杂，这些问题尤为突出。

一种从根本上改善PHS语音质量的方式是采用新的语音编码并且结合信道编码，交织等技术。美国专利US60/621,392对此有较为详细的说明。

考虑到现有采用ADPCM技术的PHS已经得到广泛的应用，新的PHS势必与现有PHS长时间共存。为了保证新技术的引入不致影响原有系统的性能与稳定性，需要保证系统新、旧版本之间技术的兼容性，从而实现平滑过渡。

发明内容

本发明的目的是提供一种在使用不同语音编码方式的PHS之间进行小区切换的方法。采用本发明的方法，可以无须更改空中接口，就可以方便、简单地在不同版本的PHS之间进行切换。本发明的方法不仅适用于PHS，其原理也同样适用于其他制式的通信系统。

本发明的方法，包括以下的步骤：

(a)检测链路质量，确定是否进行小区切换；

(b)若链路质量低于预定值，则确定进行小区切换；

(c)在属于源CS的PS和目标CS之间建立物理链路的连接和链路层链路的连接；

(d)由PS向目标CS发送“呼叫连接建立”即“CC SETUP”的信令消息；

(e)目标CS接收到从所述PS发出的CC SETUP信令消息后，判断目标CS采用的是现有的语音编译码器，还是新的语音编译码器；

(f)若目标CS使用的是现有的语音编译码器，则按照现有的呼叫建立流程建立呼叫；若目标CS使用的是新的语音编译码器，则按照新的呼叫连接建立流程建立呼叫，从而完成小区的切换。

其中，所述步骤(a)中对链路质量的检测包括检测误帧率是否高于一门限值，以及当所述误帧率高于一门限值时，检测接收电平的大小，并且当所述接收电平小于一预定值时，确定进行小区切换。

本发明对现有PHS所作的更改简单，只需要对PS、CS、CSC以及GW进行软件升级。在升级的版本中提供对PS信息查询与反馈的支持，即可以实现不同版本的PHS之间的自由切换。本发明的方法，简单、实用，在CS-CSC-GW的交互过程中实现了不同版本的差异性处理，其原理不仅可用于类似的不同PHS版本之间交互的情形，也可应用到其他制式的通信系统中。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明具体实施方式的详细描述以后，将会更清楚地理解本发明的目的以及与现有技术相比的各种优点。

其中，

图1是PHS系统的功能结构的示意图；

图2是按照本发明在PHS之间实现切换的过程示意图；

图3a是本发明新增的INFO信令消息内容的图，而图3b是图3a所示INFO信令消息中各字段的说明；

图4描述的是按照本发明一种具体实施方式在相同基站控制器(CSC)控制下实现的切换；而

图5描述的是按照本发明另一种实施方式在处于不同网关(GW)时实现的切换。

具体实施方式

本文中，术语“现有的”用来表示采用的是ADPCM编译码器或与其等效的技术含义，而术语“新的”表示采用的是自适应多速率即AMR编译码器或互联网低数据位即iLBC编译码器或与其等效的技术含义。

假设现有PHS采用现有的编译码器，如ADPCM编译码器，而在网络侧，由CS(基站)端对数据进行编译码。

又假定新的PHS采用新的编译码方式，将编码数据作为UDI(非限制性数字信息)业务进行透明传输，而在网络侧，数据在GW(网关)处进行编译码，采用新编译码方式的PHS后向兼容，支持现有的编译码方式。

因而当PS(手机终端)由新的PHS基站切换到现有的PHS基站时，处于后向兼容，采用现有的ADPCM进行编译码；而当现有的PHS基站切换到新的PHS基站时，需要根据终端PS的能力采用适当的编译码器。

采用本发明的方法，只需对软件进行修改，就可以使兼容多种语音编码方式的PHS中的手机终端PS在支持不同编码的CS之间完成切换，而不需要在空间接口处进行修改以在支持不同语音编码方式的PHS之间进行切换。

下面结合附图与实施例对本发明具体实施方式作进一步的详细说明。

图1是PHS的结构示意图。图中，核心交换网络(CSN)通过PHS的接入网关(GW)接入PHS。一个网关可以连接多个基站控制器(CSC)，一个基站控制器可以连接多个基站。如图中所示，在基站控制器a下接有基站a与基站b，而在基站a、基站b、基站c下分别接有移动终端PS_A、PS_B、PS_C等多个手机终端。

图2是在支持不同编译码方式的PHS之间进行切换的过程示意图。

移动性管理是PHS必须具备的基本功能。为了保证通信质量和通信的连续性，当PS或者基站检测到通信时隙的误帧率超过预定门限或者接收电平低于预定门限时，PHS中的终端手机PS或者基站CS就会发生切换，呼叫被转移到另一个更好的小区、频点或者时隙。进行切换时，属于源CS的PS向目标CS发起切换请求，请求与目标小区建立呼叫连接。

在终端PS与目标CS之间完成物理链路的建立以及链路层链路连接的建立后，终端发送“呼叫连接建立”信令消息CC SETUP。目标CS在接收到该PS发送的CCSETUP消息后，若目标CS是采用现有的ADPCM编译码器的基站，则按照现有的不同CS下重新呼叫型切换流程进行切换处理。若目标CS采用的是新编译码器，那么目标CS需要确定PS的能力信息，以确定PS是否支持新的编译码器，此时目标CS向其上一级网络设备发出有关该PS的信息查询的INFO信令消息，查询的信息包括PS的能力等级，支持的编译码器等相关内容。

INFO信令消息的信息单元IE的格式如图3所示。其中，“请求/指示”字段表示：当进行切换的源CS与目标CS同属一个CSC时，目标CS首先向CSC请求该PS的能力信息，若CSC储存有该PS的信息，则直接返回该信息；当切换的源CS与目标CS属于不同的GW时，则需要向GW发起有关该PS的信息查询。上一级网络设备在接收到该PS的信息查询消息后，将相应的反馈消息反馈到目标CS。返回信息的上级网络设备可能是CSC，也可能是GW，视具体的网络拓扑结构而定。

这样，目标CS就获得了有关该PS的详细信息，目标CS根据该PS的详细信息，对采用何种编译码器作出决定：

若该PS支持的是新的编译码器，则采用新的编译码器进行语音编译码；

若该PS不支持新的编译码器，则继续采用现有的编译码方式。

这样，就将新、旧系统的编译码器被清楚地区分了开来。目标CS按照现有的呼叫建立处理流程执行接下来呼叫的建立过程，直至完成呼叫的建立。

图4是本发明在相同基站控制器(CSC)下的切换的应用实例。

假设如图1所示，PS_A从基站a移动到基站b的PS_B的位置。发生切换时，CC SETUP消息之前的信令(包括CC SETUP)与PS发出的不同CS下重新呼叫型切换流程的信令是相同的，即：

PS向目标CS发出一个ADPCM的呼叫；

目标CS接收到该消息后，首先向CSC发送INFO消息以查询该PS的能力信息；

如果CSC储存有PS能力信息，则直接将该信息接返回给目标CS，若CSC没有存储PS的能力信息，则CSC继续向网关查询PS的能力信息；

当目标CS获得了PS的能力信息后，如果PS支持新的编译码器，则目标CS可能建立一个32kbps的UDI信道，同时，目标CS会和GW建立32kbps的UDI信道。

在UDI信道建立完成之后，其后的信令流程与UDI信道的切换信令流程相同。

如果PS的能力不支持新的编译码器，那么所有的新信令流程与现有的ADPCM的切换信令流程相同。

图5是本发明在不同网关(GW)下的切换的应用实例。

当图1中的PS_A从基站a移动到基站c的PS_C的位置，流程和图4的实例类似。

发生切换时，在CC SETUP消息之前的信令(包括CC SETUP)与PS发起的不同目标CS下重新呼叫型切换流程的信令是相同的：

目标CS/CSC向GW B查询PS的信息，如果GW B不知道PS的能力信息，那么GW B需要向PS所属的SLR查询，并通过GW B将查询结果返回给目标CS/CSC，目标CS/CSC得到该PS的能力信息后，可以根据该PS是否支持新的编译码器以确定是否建立32kbps的UDI信道。其基本的信令过程与图4的类似。

本发明的实现只需对现有PHS作的简单更改，对PS、CS、CSC以及GW进行软件升级就能实现执行本发明方法的PHS。

上文中参照附图对本发明的具体实施方式作了详尽描述。但本领域中的普通技术人员应当理解，在不偏离本发明的精神和由权利要求书所限定的保护范围的情况下，本领域中的普通技术人员还可以对具体实施方式中所给出的情况作各种修改。因此，参照附图对本发明所作的具体实施方式描述不应当被看作是对本发明的限定。

Claims (11)

1.一种在具有不同编码方式的个人手持电话系统(PHS)中进行小区切换的方法，其中，所述PHS包括多个手机终端PS、多个基站CS、多个基站控制器CSC、多个接入网关GW，和核心交换网CSN，其特征在于，所述方法包含下述步骤：

(a)检测链路质量，确定是否进行小区切换；

(b)若链路质量低于预定值，则确定进行小区切换；

(c)在属于源CS的所述PS和目标CS之间建立物理链路的连接和链路层链路的连接；

(d)由所述PS向所述目标CS发送“呼叫连接建立”即“CC SETUP”的信令消息；

(e)所述目标CS接收到从所述PS发出的所述CC SETUP信令消息后，判断所述目标CS采用的是现有的语音编译码器，还是新的语音编译码器；

(f)若所述目标CS使用的是现有的语音编译码器，则按照现有的呼叫连接建立流程建立呼叫；若所述目标CS使用的是新的语音编译码器，则按照新的呼叫连接建立流程建立呼叫，从而完成所述小区的切换，其中，所述现有的语音编译码器是自适应差分脉冲编码调制ADPCM编译码器，所述新的语音编译码器是自适应多速率AMR编译码器或因特网低比特率编译码器iLBC，并且所述现有的呼叫连接建立流程建立的是自适应差分脉冲编码调制ADPCM信道，所述新的呼叫连接建立流程建立的是非限制性数字信息UDI信道。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中对链路质量的检测包括检测误帧率是否高于一门限值，以及当所述误帧率高于一门限值时，检测接收电平的大小，并且当所述接收电平小于一预定值时，确定进行小区切换。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中对链路质量的检测由所述目标CS或者所述PS或所述源CS来进行。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换由所述PS或所述目标CS或所述源CS发起。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括，当所述目标CS采用的是新的语音编译码器时，所述目标CS向上一级网络设备发出查询有关所述PS的信息的INFO信令消息，所述上一级网络设备将查询得到的所述PS的信息反馈到所述目标CS，由所述目标CS根据所述PS的信息来决定是采用新的语音编译码器还是现有的语音编译码器，从而进行呼叫连接。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，有关所述PS的信息包括所述PS的能力等级以及所述PS所支持的编译码器类型。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述源CS和所述目标CS属于同一个CSC时，所述上一级网络设备就是所述CSC，而当所述源CS和所述目标CS属于不同的GW时，所述上一级网络设备是所述GW。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有关PS的信息的INFO信令消息依次具有“信息单元标识”字段、“长度”字段、“保留位”字段、“请求/指示”字段以及“PS能力信息”字段，所述“请求/指示”字段位于所述“保留位”字段与所述“PS能力信息”字段之间，其中，所述“信息单元标识”字段包含8比特、所述“长度”字段包含8比特、所述“保留位”字段包含5比特、“所述请求/指示”字段包含1比特、所述“PS能力信息”字段包含2比特，并且所述“请求/指示”字段表示：当进行切换的源CS与目标CS同属一个CSC时，目标CS首先向CSC请求该PS的能力信息，若CSC存储有该PS的信息，则直接返回该信息；当切换的源CS与目标CS属于不同的GW时，则向GW请求查询有关该PS的信息；以及所述字段指示：若该PS支持新的语音编译码器，则采用新的语音编译码器进行编译码；若该PS不支持新的语音编译码器，则采用现有的语音编译码器进行编译码。

9.一种能够使具有不同编码方式的手机终端PS进行小区切换的个人手持电话系统PHS，所述PHS包括多个手机终端PS、多个基站CS、多个基站控制器CSC、多个接入网关GW，和核心交换网CSN，其特征在于，所述PHS能够执行如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法，其中，当所述PHS执行如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法时，所述步骤(a)中对链路质量的检测由所述基站CS或所述手机终端PS来进行，而所述切换由所述手机终端PS或所述基站CS发起。

10.如权利要求9所述的PHS，其特征在于，所述PHS能够执行如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法是通过对所述PHS中的所述PS、CS、CSC以及GW进行软件升级来实现的。

11.如权利要求9所述的PHS，其特征在于，所述现有的语音编译码器是自适应差分脉冲编码调制ADPCM编译码器，而所述新的语音编译码器是自适应多速率AMR编译码器，或因特网低比特率编译码器iLBC编译码器。

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