CN101160888B - 实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关 - Google Patents

实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种媒体网关实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关。本发明中，媒体网关判断所述会话是否满足TrFO协议；若不满足，则插入背靠背TC；激活所述背靠背TC，使之进行TFO协商，从而使背靠背TC工作在直通模式。本发明中，由于有可能旁路背靠背TC的编解码能力，因此可以克服现有技术中采用编解码转换所带来的语音质量耗损。

Description

实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关
本申请要求于2006年3月29日提交中国专利局、申请号为200610034804.9、发明名称为“实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及通信领域的媒体承载技术，具体地说涉及实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关。
背景技术
在分离架构下，一种灵活的可支持综合业务并具有长期演进能力的媒体网关(MGW，Media Gateway)可以采用如图1所示的逻辑结构。在图1中，MGW 100包括操作维护管理(OAM，Operation Administration Maintenance)单元110、窄带单元120、宽带单元130、编解码池140和控制单元150。
OAM单元110提供整个系统的操作维护功能，同时提供对外部运营支撑系统的接口。窄带单元120提供对窄带侧的接口和协议处理功能。宽带单元130提供到宽带侧的接口和协议处理功能。编解码池140提供媒体处理资源，如码转换的编解码器(TC，Transcoder)。控制单元150提供到媒体网关控制器(MGC，Media Gateway Controller)的垂直接口，处理并根据来自MGC的控制指令，驱动内部的窄带单元120、宽带单元130、编解码池140等组件工作，如在不同承载格式的端点之间插入TC、激活TC上的TFO(Tandem Free Operation，串接无关操作)协议、满足TrFO(Transcoder Free Operation，编解码无关操作)条件时直接连通会话中的两侧承载端点，等等。
MGW的一个很重要的功能就是承载和媒体格式转换，由编解码池中的TC完成。依赖于现有的编解码技术，TC通常实现成一端PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)、另一端分组压缩的结构，可以很方便地实现TDM-分组会话模型(指会话中一端承载格式基于TDM技术，而另一端基于分组技术)的编解码转换。图2是现有技术中TC编解码的示意图。数字语音信号DS0经过TC 200进行G.723压缩算法处理之后得到压缩语音帧G.723/IP。
实际上，分组-分组会话模型(指会话两端的承载格式都基于分组技术)也需要类似的编解码转换。由于技术实现的复杂性，直接进行分组编解码到分组编解码的转换是很难实现的。但是可以使用两个TDM-分组模型下的TC，使其通过各自的PCM侧串接起来，就可以实现任意分组编解码到任意分组编解码的转换。两个串接的TC称作背靠背TC。图3是现有技术中背靠背TC的示意图。如图3所示，在一个方向上，AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多速率)算法压缩的语音帧被第一TC 310恢复成中间DS0上的抽样信号，第二TC 320再将其按G.723算法压缩成对应的压缩语音帧(已经不同于前面的AMR压缩语音帧)。在另一个方向上，按类似方式处理。然而，每一次的编解码对语音质量都会带来一定的损伤。
在现有技术中，有两种方式可以实现直接传送编码，而无需编解码转换，这就是TrFO和TFO功能。
TFO是一种带内的通信技术。在呼叫建立之后对使用的编解码进行协商，并且在协商结果表明两端所用的编解码满足TFO兼容条件时，则两端的编解码功能被旁路，直接将压缩语音帧传递给接收方。
请参阅图4，图4是现有技术中的TFO模型的逻辑结构示意图。其中，两端的压缩算法分别为FR_AMR和HR_AMR，第一TC 411和第二TC 421分属第一MGW 410和第二MGW 420，通过TDM电路连接起来，TDM电路是基于PCM抽样编码的结构。第一TC 410和第二TC 420通过TDM电路上抽样信号的部分比特位来传递TFO信息，在MGC(图未示)的控制下进行TFO协商。
TrFO是一种带外的代码转换控制技术，网络可以在呼叫建立前就对编解码的类型和模式进行协商。如果两端使用的编解码满足TrFO兼容条件(例如，都是AMR编解码并且配置相同)，则呼叫可以不经过编解码转换。
请再次参阅图1所示的MGW的逻辑架构，TFO操作是由编解码池中的TC来完成的，而TrFO则主要体现为控制和协调工作。无论是TFO还是TrFO操作，其控制和协调工作都是在控制单元150中完成的。通常在这种操作过程中，控制单元150也会与MGC进行交互，如激活/去激活TFO受控于MGC，判决TrFO操作条件是根据来自MGC的媒体编解码参数进行的。
对于某些媒体网关，因为架构的原因导致其不可能实现TrFO，如缺乏恰当的分组交换平面，分组交换平面是TrFO操作的重要技术要素之一。对于这种网关，可以利用前述的背靠背TC来实现分组-分组承载转换。
而对于另一些媒体网关，则因为技术复杂性的关系，可能只会部分的实现TrFO协议。例如：WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)的AMR应用，ACS(Active Codec Mode Set，激活的编解码模式集)兼容并且所用的编解码模式可以通过速率控制的手段限制在一个公共子集内，这是一个满足TrFO条件的呼叫配置，但是因为速率协调在技术上比较复杂，并且对于系统性能有一定影响，在系统实现时就可能被舍弃，导致此种情况下分组-分组会话模型仍然插入TC，采用背靠背TC技术的媒体网关插入的就是背靠背TC。
对于这两类对TrFO协议完全不支持或者支持不充分的媒体网关，插入背靠背TC的结果是导致语音质量下降，这是因为满足TrFO/TFO条件的会话插入背靠背TC后，每一次的编解码对语音质量都会带来一定的损伤。
发明内容
本发明针对不支持TrFO或者有限支持TrFO能力的情况，提供能够克服语音质量耗损的实现分组-分组模型会话的方法和媒体网关。
根据第一方面，本发明提供一种实现分组-分组模型会话的方法，所述方法包括：在确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况下，在一个媒体网关MGW插入背靠背TC；激活所述背靠背TC，使之进行TFO协商；在协商通过后，使背靠背TC工作在直通模式；其中，所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况的过程，包括：媒体网关的控制单元检查会话端点的承载格式参数；在媒体网关完全不支持TrFO或者两侧承载的媒体参数不满足已实现的TrFO条件时，确定对于所述会话不采用TrFO协议处理；
在第一方面中，可选地，所述插入和激活的步骤由媒体网关实施。
根据第二方面，提供一种媒体网关，包括：控制单元和编解码池单元；所述控制单元用于在确定对于满足分组-分组模型的会话不采用TrFO协议处理的情况下，指示编解码池单元在一个媒体网关MGW插入背靠背TC；并指示编解码池单元激活所述背靠背TC，使之进行TFO协商；其中，所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况的过程，包括：媒体网关的控制单元检查会话端点的承载格式参数；在媒体网关完全不支持TrFO或者两侧承载的媒体参数不满足已实现的TrFO条件时，确定对于所述会话不采用TrFO协议处理；
所述背靠背TC用于进行TFO协商，在TFO协商通过后工作在直通模式，透传压缩语音。
根据本发明的实施例，对于不支持TrFO或者有限支持TrFO能力，而实现了TFO协议和背靠背TC的MGW，当话音呼叫满足TrFO条件时，通过激活背靠背TC进行TFO协商，仍然可以旁路背靠背TC的编解码功能，从而提高语音质量。
附图说明
图1是现有技术中的一种MGW的逻辑结构示意图；
图2是现有技术中TC编解码的示意图；
图3是现有技术中的背靠背TC的示意图；
图4是现有技术中的TFO模型的逻辑结构示意图；
图5是本发明实施例的背靠背模型的逻辑结构示意图
图6是本发明实施例的实现分组-分组模型会话的方法的流程图；
图7是本发明实施例的媒体网关的结构示意图；
图8是本发明实施例的媒体网关中的控制单元和编解码池的结构框图；
图9是根据本发明实施例透传压缩语音的示意图。
具体实施方式
图5是本发明的实施例的背靠背模型的逻辑结构示意图。两端的压缩算法分别为FR_AMR和HR_AMR。第一TC 510和第二TC 520属于同一个MGW，中间通过MGW内部的时分交换总线实现连接，所述时分交换总线基于PCM的抽样信号原理。
本发明的实施例中，背靠背TC本质上是两个独立的TC 510和520通过TDM通道连接起来，可以在TDM通道上执行TFO操作。所述TFO操作不是在MGC的控制下使能和禁止的，而是需要MGW自行进行激活和去激活处理。因为这种背靠背TC连接的分组到分组拓扑，在MGC角度来看是不满足TFO操作的条件。
下面对本发明实施例的具体操作过程进行描述。
请参阅图6，本发明实施例的流程包括：
步骤S610，控制单元在处理来自MGC的指令时对会话端点的承载格式参数进行检查。
步骤S620，对于满足分组-分组模型的会话：如果MGW完全不支持TrFO协议，则会直接插入背靠背TC；
步骤S630，如果MGW只是部分地实现了TrFO协议(此处指部分满足TrFO条件的会话会被当作不满足条件的情况处理)，则在检查发现两侧承载的媒体参数不满足已经实现的TrFO条件时插入背靠背TC。
步骤S640，根据本发明的实施例，在插入背靠背TC时，控制单元会自行(毋须MGC控制)给编解码池下发指示以激活捆绑到一起的两个TC上的TFO状态机，具体实现时只需要在通信接口中加入相关参数即可。
步骤S650，背靠背的两个TC上的TFO状态机被激活之后，都会启动向对方的TFO协商。
步骤S660，如果协商通过，两个TC之间就会工作在直通模式，即编解码功能被旁路，压缩语音被透传，语音质量耗损得以免除。
请参阅图7，是本发明实施例的MGW的结构框图。
本发明实施例的MGW包括控制单元710、编解码池单元720。
其中，编解码池单元720提供背靠背TC，背靠背TC包括第一TC 731和第二TC 732，第一TC 731和第二TC 732通过MGW内部的时分交换总线连接。
控制单元710用于在确定对于满足分组-分组模型的会话不采用TrFO协议处理的情况下，指示编解码池单元720插入背靠背TC并激活第一TC731和第二TC 732进行TFO协商。
第一TC 731和第二TC 732用于进行TFO协商，在TFO协商通过后透传压缩语音。
请参阅图8，在一个实施例中，控制单元710包括：
承载格式参数检查单元711，用于在处理来自MGW的指令时对会话端点的承载格式参数进行检查，确定对于会话是否采用TrFO协议进行处理；
插入指示单元712，用于在所述承载格式参数检查单元712确定对于会话不采用TrFO协议进行处理时，指示编解码池单元720插入背靠背TC；
激活指示单元713，用于在插入背靠背TC后，指示编解码池单元720激活第一TC 731和第二TC 732进行TFO协商。
所述编解码池单元720包括：
插入单元721，用于根据所述插入指示单元712的指示插入背靠背TC；
激活单元722，用于根据所述激活指示单元713的指示激活第一TC731和第二TC 732进行TFO协商。
图9是根据本发明实施例透传压缩语音的示意图。如图9所示，C1是H.248的Context(上下文)实例，T1和T2是H.248的端点实例。C1将T1和T2关联起来，例如，指明从T1输入的媒体流从T2输出，或者与之相反。根据本发明的实施例，对于不支持TrFO或者有限支持TrFO能力，而实现了TFO协议和背靠背TC 910的MGW 900，当话音呼叫满足TrFO条件时，仍然可以在TC 911和TC 912之间进行TFO协商，旁路背靠背TC的编解码功能，从而提高语音质量。
需要说明的是，本发明不仅适用于媒体网关，还适用于具有媒体网关功能的类似设备。
显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。

Claims (11)

1.一种实现分组-分组模型会话的方法，其特征在于，包括：
在确定对于所述会话不采用编解码无关操作TrFO处理的情况下，在一个媒体网关MGW插入背靠背编解码器TC；
激活所述背靠背TC，使之进行串接无关操作TFO协商；
在协商通过后，背靠背TC工作在直通模式；
其中，所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况的过程，包括：媒体网关的控制单元检查会话端点的承载格式参数；在媒体网关完全不支持TrFO或者两侧承载的媒体参数不满足已实现的TrFO条件时，确定对于所述会话不采用TrFO协议处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述插入背靠背TC和激活所述背靠背TC的过程由媒体网关实施。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况包括媒体网关完全不支持TrFO协议或部分实现TrFO协议。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况的过程包括：检查两侧承载的媒体参数是否满足媒体网关中实现的TrFO条件。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述插入背靠背TC，包括：
所述媒体网关的控制单元向媒体网关的编解码池下发插入背靠背TC的指示；
所述编解码池根据所述指示插入背靠背TC。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激活所述背靠背TC，包括：
所述控制单元向编解码池下发激活指示；
所述编解码池根据所述指示激活背靠背TC的TFO协商。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述激活所述背靠背TC的TFO协商是通过激活背靠背TC的两个TC上的状态机进行的。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制单元向编解码池下发激活指示是通过在通信接口中加入相关参数实现的。
9.一种媒体网关，包括：控制单元和编解码池单元，其特征在于，
所述控制单元用于在确定对于满足分组-分组模型的会话不采用编解码无关操作TrFO协议处理的情况下，指示编解码池单元在一个媒体网关MGW插入背靠背编解码器TC；并指示编解码池单元激活所述背靠背TC，使之进行串接无关操作TFO协商；其中，所述确定对于所述会话不采用TrFO协议处理的情况的过程，包括：媒体网关的控制单元检查会话端点的承载格式参数；在媒体网关完全不支持TrFO或者两侧承载的媒体参数不满足已实现的TrFO条件时，确定对于所述会话不采用TrFO协议处理；
所述背靠背TC用于进行TFO协商，在TFO协商通过后工作在直通模式，透传压缩语音。
10.如权利要求9所述的媒体网关，其特征在于：所述控制单元包括：
承载格式参数检查单元，用于对会话端点的承载格式参数进行检查，确定对于会话是否采用TrFO协议进行处理；
插入指示单元，用于在所述承载格式参数检查单元确定对于会话不采用TrFO协议进行处理时，指示编解码池单元插入背靠背TC；
激活指示单元，用于指示编解码池单元激活所述插入的背靠背TC进行TFO协商。
11.如权利要求10所述的媒体网关，其特征在于：所述编解码池单元包括：
插入单元，用于根据所述插入指示单元的指示插入背靠背TC；
激活单元，用于根据所述激活指示单元的指示激活所述插入的背靠背TC进行TFO协商。
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