CN101378521B - 免编解码操作实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种免编解码操作实现方法及系统，其中方法包括：主叫端TC与被叫端TC分别接收到来自于对端的协商请求消息后，判断对端所采用的编码方式是否属于AMR模式且是否相同，当属于AMR模式且不相同时，分别向对端透传TFO帧；根据TFO帧中的编码方式指示位的内容，将编码方式切换为编码速率较小的编码方式；基于切换后的相同编码方式进行TFO帧的透传。系统包括：码变换器和基站控制器。通过本发明，由于省略了现有技术中的TFO编码集合协商过程，因此可以有效降低TFO建立时的交互时延，减少了TFO的信令负荷，并且能够及时实现话音质量的改善。

Description

免编解码操作实现方法及系统

技术领域

本发明涉及一种免编解码操作实现方法及系统，尤其涉及一种当采用自适应多速率模式时的免编解码操作的实现方法及系统，属于语音通信技术领域。

背景技术

在第二代移动通信网络(GSM)中，语音业务的通信双方通常需要采用一定的语音编码方式，通过无线网、核心网将信号传输到对端。如图1所示，为现有GSM通信系统结构示意图，主要包括移动台、基站收发台(basetransceiver station，简称：BTS)、基站控制器(Base Station Controller，简称：BSC)及移动交换中心(Mobile Switching Center，简称：MSC)。

无线网络中，BTS与BSC之间传输的信号采用时分复用(简称：TD0M)帧，一路话音占用16kbps的时分复用(Time Division Multiplex，简称：TDM)码流；核心网网元MSC之间传输采用G.711标准的脉冲编码调制(Pulse CodeModulation，简称：PCM)编码方式，一路话音占用64kps PCM码流。因此，在BSC与MSC或MGW等核心网网元之间需要添加码变换器(简称：TC)，以完成16kbpsTDM码流到64kps PCM码流的转换。

基于上述系统，在一次通话中，话音信号分别要经过发端和收端的两次编解码过程，这样会造成语音质量的损失。如果不进行这两次编解码过程，而直接将TDM码流放在PCM码流中透传，即将16kps码流占用64kbps码流的低位信息，则可以免去两编解码操作，改善语音质量，但前提是通信双方的语音编码方式一致，才能使TDM码流被透传到对端后能够被对端设备所识别。这种通过透传机制来达到免编解码操作的过程称为：免编解码操作(Tandem Free operation，简称：TFO)。

对于固定的语音编码模式，如全速率(FR)模式、半速率(HR)模式等，当两端确定使用同样的编码模式后，即可以通过开启TFO操作。但是对于可变的语音编码模式，如自适应多速率(Adaptive Multi-Rate，简称：AMR)模式，在通信两端确认都采用AMR模式后，还需要进一步协商编码集合中的所采用的具体编码方式；达成一致后，再开启TFO操作，进行TDM帧的透传。否则，接收端无法对透传过来的TDM帧进行识别。在现有技术中，通过增加TFO编码列表协商信令来协商通信两端具体的编码方式。如图2所示，为现有基于TFO协商机制的会话建立信令流程图。其中主要包括以下几个过程：

1、初始化过程。主叫端TC与被叫端TC互相发送预同步信号，如TFO_FILL信号，以通知对方准备开始TFO操作。

2、TFO协商过程。两端TC分别向对端发送协商请求消息，如TFO_REQ消息，其中携带有各自端当前的编码方式，如主叫端TC的编码方式为x；被叫端TC的编码方式为y。两端TC分别收到上述请求消息后，向对端回复协商应答消息，如TFO_ACK消息。其中携带有各自端当前的编码方式。两端TC根据接收到的对端的编码方式判断两端的编码方式是否匹配。当判断出不匹配时，开始如下的TFO编码集合交互过程。

3、TFO编码集合交互过程。两端TC分别向对端发送交互请求消息，如TFO_REQ_L消息。其中携带有各自端所支持的编码集合。例如，主叫端TC的编码集合为x，y和z；被叫端TC的编码集合为y，z。两端TC分别接收到上述交互请求消息后，向对端回复交互应答消息，如TFO_ACK_L消息。其中携带有各自端所支持的编码集合。通过TFO的编码集合交互过程，BSC能够获知通信两端所支持的编码方式的交集，例如，交集为y，并在交集中选取与双方请求的编码方式中较低速率最接近的编码方式，强制统一两端所使用该编码方式。

4、TFO建立过程。通信两端所使用的编码方式被统一后，通过码流传送消息，如TFO_TRANS消息，在PCM码流中透传TDM码流，以实现TFO操作。

现有技术的缺陷在于：上述TFO编码集合交互过程增加了交互时延，加重了TFO操作的信令负荷。在实践中，不采用AMR模式时，TFO协商成功一次仅需要440ms时延，采用AMR模式后，TFO协商成功一次至少需要1080ms时延，增加的640ms的时延主要是由于TFO编码集合交互过程产生的。

另外，在通信过程中，会出现由于编码方式的切换而造成的编码方式不一致的情况。由于交互时延的影响，可能使TFO无法及时跟踪上AMR编码方式的切换速度，从而影响对通信环境的及时跟踪，难以保证语音质量的及时调整和改善。从而影响通话质量。

发明内容

本发明要解决的问题是：当采用AMR模式时，减少TFO操作中由于采用编码集合交互过程而产生的交互时延。

为了解决上述问题，本发明的一个实施例是提供了一种免编解码操作实现方法，其中包括：

主叫端码变换器与被叫端码变换器分别接收到来自于对端的协商请求消息后，根据该协商请求消息判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端的编码方式相同，当判断出两端的编码方式属于自适应多速率模式且不相同时，分别向对端透传免编解码操作帧；

根据接收到的所述免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，将本端所采用的编码方式切换为主叫端与被叫端所采用的编码方式中编码速率较小的编码方式；

主叫端码变换器与被叫端码变换器基于切换后的相同编码方式互相进行免编解码操作帧的透传。

为了解决上述问题，本发明的另一个实施例是提供了一种免编解码操作实现系统，应用于进行通信的本端和对端，其中包括：码变换器和基站控制器；

所述码变换器包括：

第一单元，用于接收来自于对端的协商请求消息；

第二单元，用于根据第一单元接收到的协商请求消息判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端编码方式相同；

第三单元，用于根据第二单元的判断结果，当两端的编码方式均属于自适应多速率模式且不相同时，向对端透传免编解码操作帧；

第四单元，用于根据来自于对端的免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，向基站控制器发送通知消息；

第五单元，用于基于基站控制器切换后的编码方式，与对端互相进行免编解码操作帧的透传；

所述基站控制器，用于根据来自于第四单元的通知消息，将本端所采用的编码方式切换为本端与对端的编码方式中编码速率较小的编码方式。

通过本发明，由于省略了现有技术中的TFO编码集合协商过程，因此可以有效降低TFO建立时的交互时延，减少了TFO的信令负荷；并且由于交互时延的减小，从而能够及时实现话音质量的改善，并且在信道环境改变时可以有效的实现TFO对AMR模式下的编码方式切换的快速跟踪。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有GSM通信系统结构示意图；

图2为现有基于TFO编码集合交互机制的会话建立信令流程图；

图3为本发明实施例1所述TFO实现方法的流程图；

图4为本发明实施例1所述TFO实现方法的信令图；

图5为本发明实施例2所述TC的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种TFO实现方法，如图3所示，包括：

步骤101，主叫端TC与被叫端TC互相发送预同步信号进行初始化，以通知对方准备开始TFO操作。

其中，主叫端TC是发起会话建立请求的主叫方终端所对应的TC；被叫端TC是指与主叫方终端建立会话的被叫方终端所对应的TC。

步骤102，主叫端TC与被叫端TC分别向对端发送携带有本端当前所采用的编码方式的协商请求消息。

例如，假设主叫端TC的编码方式为x；被叫端TC的编码方式为y。则主叫端TC向被叫端TC发送的协商请求消息中携带的编码方式为x；被叫端TC向主叫端TC发送的协商请求消息中携带的编码方式为y。

步骤103，主叫端TC与被叫端TC分别接收到协商请求消息后，根据协商请求消息中携带的对端TC的编码方式，判断对端TC所采用的编码方式是否属于AMR模式且是否相同，如果属于AMR模式且不相同，则执行步骤110。

如果不满足上述条件，则结束本步骤，后续步骤可以为停止本次会话建立过程；或者按照图3所示返回执行步骤102，重新进行协商。由于在现有技术的AMR模式下，通信两端所采用的编码方式有可能会发生变化，当发生变化后，再重新执行本步骤所述的判断过程，则有可能满足上述条件，进而执行步骤110。另外，也可以按照现有技术中的其他方式处理，此处不再赘述。

步骤110，主叫端TC及被叫端TC分别向对端透传TFO帧。也就是说，在编码方式不相同且均属于AMR模式的情况下，强行在PCM码流中透传TDM码流。

步骤111，主叫端TC和被叫端TC分别接收到来自于对端的首个TFO帧后，根据该TFO帧中的编码方式指示位的内容，在本地编码集合中查找对端的编码方式，若查找到则执行步骤120。

其中，编码方式指示位指示了发送相应TFO帧的一端TC所采用的编码方式。例如，在上例中，被叫端TC发送的TFO帧中的编码方式指示位的内容为指示当前被叫端TC所采用的编码方式为y，主叫端TC根据该编码方式指示位的内 容在本地编码集合中查找相应的编码方式y；相应地，主叫端TC发送的TFO帧中的编码方式指示位的内容为指示当前主叫端TC所采用的编码方式为x，被叫端TC根据该编码方式指示位的内容在本地编码集合中查找相应的编码方式x。其中，本地编码集合是指预先保存在主叫端TC和被叫端TC的各自端设备中的编码集合，例如，保存在主叫端BSC和被叫端BSC中的编码集合。

如果未查找到相应的编码方式，则结束本步骤，后续步骤可以为停止本次会话建立过程；或者按照图3所示返回执行步骤102，重新进行协商。由于在现有技术的AMR模式下，通信两端所采用的编码方式有可能会发生变化，当发生变化后，再重新执行本步骤所述的判断过程，则有可能查找到相应的编码方式，进而执行步骤120。另外，也可以按照现有技术中的其他方式处理，此处不再赘述。

步骤120，主叫端TC和被叫端TC分别判断对端所采用的编码方式的编码速率是否小于本端当前所采用的编码方式的编码速率，是则执行步骤130。

如果判断出对端编码速率不小于本端编码速率，则结束本步骤，后续步骤可以为不进行任何操作；或者按照图3所示返回执行步骤102，重新进行协商。由于在现有技术的AMR模式下，通信两端所采用的编码方式有可能会发生变化，当发生变化后，再重新执行本步骤所述的判断过程，则有可能满足上述条件，进而执行步骤130。另外，也可以按照现有技术中的其他方式处理，此处不再赘述。

步骤130，当主叫端TC或被叫端TC判断出对端所采用的编码方式的编码速率小于本端当前所采用的编码方式的编码速率时，向各自端所在的BSC发送通知消息，通过各自端所在的BSC将当前所采用的编码方式切换到对端的编码方式。

例如，在上例中，当主叫端TC判断出对端的编码方式y的编码速率小于本端的编码方式x的编码速率时，将编码方式x切换到y；相应地，当被叫端TC判断出对端的编码方式x的编码速率大于本端的编码方式x的编码速率时，则不 进行切换。

步骤131，主叫端TC和被叫端TC基于切换后的相同编码方式互相进行TFO帧的透传。

具体地，可以按照现有技术，当编码方式被统一后，通过码流传送消息建立TFO连接，然后开始话音透传。

通过本实施例所述方法，由图4可见，由于省略了现有技术中的TFO编码集合协商过程，因此可以有效降低TFO建立时的交互时延，减少了TFO的信令负荷；并且由于交互时延的减小，从而能够及时实现话音质量的改善，并且在信道环境改变时可以有效的实现TFO对AMR模式下的编码方式切换的快速跟踪。

实施例2

本实施例提供了一种免编解码操作实现系统，如图5所示，包括TC1及基站控制器2。其中TC1包括：第一单元10、第二单元20、第三单元30、第四单元40及第五单元50。TC1与基站控制器2可以如图1所示方式连接于GSM通信系统中。在本实施例中，连接于主叫端的TC称为主叫端TC；连接于被叫端的TC称为被叫端TC。具体的基于本系统的TFO实现方法如下：

主叫端TC与被叫端TC完成初始化后，互相发送携带有本端编码方式的协商请求消息。

主叫端或被叫端TC1中的第一单元10接收来自于对端的协商请求消息；第二单元20根据第一单元10接收到的协商请求消息判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端编码方式相同；第三单元30根据第二单元20的判断结果，当两端的编码方式均属于自适应多速率模式且不相同时，向对端透传免编解码操作帧；

TC1中的第四单元40根据来自于对端的免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，向基站控制器2发送通知消息；基站控制器2根据该通知消息，将本端所采用的编码方式切换为主叫端与被叫端的编码方式中编码速率较小 的编码方式。具体地，第四单元40可以包括：第一模块41，用于根据来自于对端的免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，在本地编码集合中查找与对端相应的编码方式；第二模块42，用于根据所述编码方式指示位的内容判断对端的编码速率是否小于本端的编码速率；第三模块43，用于根据第二模块42的判断结果，当对端的编码速率更小时，向基站控制器2发送通知消息。

例如，如果主叫端TC1中的第二模块42判断出被叫方TC1的编码速率更小，则基站控制器2将主叫端TC1的编码方式切换为被叫端TC1的编码方式；如果被叫端TC1中的第二模块42判断出主叫方TC1的编码速率更大，则基站控制器2不进行编码方式的切换。

完成编码方式的切换后，主叫端或被叫端TC1中的第五单元50基于基站控制器2切换后的编码方式，与对端互相进行免编解码操作帧的透传。从而实现TFO操作。

通过本实施例所述装置，由于省略了现有技术中的TFO编码集合协商过程，因此可以有效降低TFO建立时的交互时延，减少了TFO的信令负荷；并且由于交互时延的减小，从而能够及时实现话音质量的改善，并且在信道环境改变时可以有效的实现TFO对AMR模式下的编码方式切换的快速跟踪。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种免编解码操作实现方法，其特征在于包括：

主叫端码变换器与被叫端码变换器分别接收到来自于对端的协商请求消息后，根据该协商请求消息判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端的编码方式相同，当判断出两端的编码方式属于自适应多速率模式且不相同时，分别向对端透传免编解码操作帧；

根据接收到的所述免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，将本端所采用的编码方式切换为主叫端与被叫端所采用的编码方式中编码速率较小的编码方式；

主叫端码变换器与被叫端码变换器基于切换后的相同编码方式互相进行免编解码操作帧的透传。

2.根据权利要求1所述的免编解码操作实现方法，其特征在于所述主叫端码变换器与被叫端码变换器切换所述编码方式的步骤具体包括：

在本地编码集合中查找与对端相应的编码方式；

当查找成功时，根据所述编码方式指示位的内容判断对端当前所采用的编码方式的编码速率是否小于本端当前所采用的编码方式的编码速率；

当判断出对端的编码速率更小时，将本端编码方式切换到对端编码方式。

3.根据权利要求2所述的免编解码操作实现方法，其特征在于所述将本端编码方式切换到对端编码方式的步骤具体包括：

当判断出对端的编码速率更小时，向本端所在的基站控制器发送通知消息；

所述基站控制器将本端所采用的编码方式切换到对端所采用的编码方式。

4.根据权利要求2所述的免编解码操作实现方法，其特征在于所述在本地编码集合中查找与对端相应的编码方式还包括：

如果查找失败，则当接收到协商请求消息时，继续判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端的编码方式相同。

5.根据权利要求2所述的免编解码操作实现方法，其特征在于所述判断对端当前所采用的编码方式的编码速率还包括：

当判断出本端的编码速率更小时，则当接收到协商请求消息时，继续判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端的编码方式相同。

6.根据权利要求1所述的免编解码操作实现方法，其特征在于所述主叫端码变换器与被叫端码变换器分别接收到来协商请求消息之前还包括：

分别向对端发送携带有本端当前所采用的编码方式的协商请求消息。

7.根据权利要求6所述的免编解码操作实现方法，其特征在于发送所述协商请求消息之前还包括：

所述主叫端码变换器向所述被叫端码变换器发送预同步信号；

所述被叫端码变换器向所述主叫端码变换器回复预同步信号，用于进行免编解码操作初始化。

8.根据权利要求1所述的免编解码操作实现方法，其特征在于当判断出两端的编码方式属于自适应多速率模式且不相同时，所述分别向对端透传免编解码操作帧的步骤具体包括：

基于两端不同的编码方式，在脉冲编码调制码流中透传时分复用码流。

9.一种免编解码操作实现系统，应用于进行通信的本端和对端，其特征在于包括：码变换器和基站控制器；

所述码变换器包括：

第一单元，用于接收来自对端的协商请求消息；

第二单元，用于根据第一单元接收到的协商请求消息判断对端所采用的编码方式是否属于自适应多速率模式且是否与本端编码方式相同；

第三单元，用于根据第二单元的判断结果，当两端的编码方式均属于自适应多速率模式且不相同时，向对端透传免编解码操作帧；

第四单元，用于根据来自于对端的免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，向基站控制器发送通知消息；

第五单元，用于基于基站控制器切换后的编码方式，与对端互相进行免编解码操作帧的透传；

所述基站控制器，用于根据来自于第四单元的通知消息，将本端所采用的编码方式切换为本端与对端的编码方式中编码速率较小的编码方式。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述第四单元包括：

第一模块，用于根据来自于对端的免编解码操作帧中的编码方式指示位的内容，在本地编码集合中查找与对端相应的编码方式；

第二模块，用于根据所述编码方式指示位的内容判断对端的编码速率是否小于本端的编码速率；

第三模块，用于根据第二模块的判断结果，当对端的编码速率更小时，向所述基站控制器发送通知消息。

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