CN101394579B - 在无线通信网络中对上传、下传数据处理的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在无线通信网络中对上传、下传数据处理的方法及系统，上传数据处理方法包括：接收空口数据；对所述空口数据进行信道译码；将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包。下传数据处理方法包括接收IP包；将所述IP包中的有效帧进行信道编码并发送。上传数据处理系统包括基站收发信机及信源解码单元；下传数据处理系统包括基站收发信机及信源编码单元；通过对数据进行IP封装，使得GSM能够以IP方式传输数据；并且只发送语音帧等有效帧，提高了GSM的传输性能。

Description

在无线通信网络中对上传、下传数据处理的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及在全球移动通信系统(Global System forMobile communication，GSM)中对传输数据处理的方法及系统。 

背景技术

现有的GSM通信网络有两种典型网络结构，一种是码变换器及速率适配单元(Transcoder&Rate Adaptation Unit，TRAU)在基站控制器(BaseStation Controller，BSC)侧，如图1所示；一种是TRAU在移动交换中心(Mobile Switching Center，MSC)/媒体网关(Media Gateway，MGW)侧，如图2所示。 

这两种结构的语音业务数据都是基于时分复用(Time DivisionMultiplexing，TDM)的传输方式，其中，语音业务数据在各个网元之间的传输格式为： 

当TRAU在BSC侧时，MSC/MGW与BSC之间通过A接口传输64Kbit/秒的脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)数据，格式符合国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)制定的G.711标准。 

当TRAU在MSC/MGW侧时，MSC/MGW与BSC之间通过Ater接口传输的数据格式与BTS与BSC之间数据格式相同，BSC完成数据透传。 

BTS与BSC之间通过Abis接口传输16Kbit/秒或8Kbit/秒的TRAU帧数据。其中，16Kbit/秒的TRAU帧为40字节一帧，8Kbit/秒的TRAU帧为20字节一帧。 

上述帧类型包括传输话音部分数据的语音帧、传输话音间隙部分数据的静音帧、传输可能遭到空口干扰等破坏的数据的坏帧、传输用于填充的数据的空帧或无数据帧、传输有可能是坏帧的不可靠帧等；

移动终端与BTS之间通过Um接口传输无线空口数据帧格式，承载的都是TRAU帧的数据净荷部分，相对于语音业务数据来说，存在语音帧、静音帧以及填充帧，如果遭到干扰等破坏，则可能成为坏帧、不可靠帧。 

目前，对于GSM中的数据传输都是基于TDM方式，由于TDM方式下业务帧占用固定带宽，无法实现带宽共享。 

发明内容

本发明实施例的一个目的在于提出一种在无线通信网络中对传输数据处理的方法，以实现无线通信网络的IP化，从而实现带宽共享。 

本发明实施例的另一目的在于提出一种在无线通信网络中对传输数据处理的系统，以保证GSM中的数据能够基于IP方式进行传输。 

为实现上述一个目的，本发明实施例提供了一种在无线通信网络中对上传数据处理的方法，包括： 

接收空口数据； 

对所述空口数据进行信道译码； 

将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包； 

将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包之后还包括：将所述IP包中的有效帧进行信源解码并继续上传；或 

将所述IP包中的有效帧进行信源解码以及将经过所述信源解码的有效帧封装成新的IP包并继续上传。 

本实施例通过将接收到的空口数据封装为IP包进行发送，使得GSM中能够以IP承载数据进行上传。 

为实现上述一个目的，本发明实施例还提供了一种在无线通信网络中对下传数据处理的方法，包括： 

接收脉冲编码调制数据； 

将所述脉冲编码调制数据进行信源编码； 

将信源编码后数据中的有效帧封装为IP包； 

将所述IP包中的有效帧进行信道编码； 

发送信道编码后得到的数据。 

本实施例通过将IP包中的有效帧进行信道编码，并进行发送，实现了GSM以IP承载方式下传数据。 

通过上述两个方案，GSM中传输数据能够IP化，从而使得GSM传输数据能够实现带宽共享。并且，上述方案中，只对没有受到破坏的语音帧、静音帧等有效帧进行处理、传输，减少了带传输数据，节约了网络资源，提高了GSM传输数据的速率。 

为实现上述另一目的，本发明实施例提供了一种在无线通信网络中对上传数据处理的系统，包括基站收发信机及信源解码单元，其中，所述基站收发信机将接收到的空口数据中的有效帧封装为IP包，发送给所述信源解码单元；所述信源解码单元将所述基站收发信机发送的IP包的有效帧进行信源解码，将解码后的数据封装为IP包继续上传。 

本实施例通过在基站收发信机及信源解码单元对数据进行IP封装，使得GSM能够以IP方式传输数据；并且只发送语音帧等有效帧，提高了GSM的传输性能。 

为实现上述另一目的，本发明实施例还提供了一种在无线通信网络中对下传数据处理的系统，包括基站收发信机及信源编码单元，其中，所述信源编码单元对接收到的下传脉冲编码调制语音数据进行信源编码，将编码后数据中的有效帧封装为IP包发送给所述基站收发信机；所述基站收发信机将来自所述信源编码单元的IP包的有效帧进行信道编码，发送给终端。 

本实施例通过在基站收发信机及信源编码单元对数据进行IP封装，使得GSM能够以IP方式传输数据；并且只发送语音帧等有效帧，提高了GSM的传输性能。 

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为一种GSM结构示意图； 

图2为另一种GSM结构示意图； 

图3为本发明在无线通信网络例如GSM中上传数据处理方法实施例一的流程图； 

图4为本发明在无线通信网络例如GSM中下传数据处理方法实施例一的流程图； 

图5为本发明在无线通信网络例如GSM中上传数据处理方法实施例二的流程图； 

图6为本发明在无线通信网络例如GSM中下传数据处理方法实施例二的流程图； 

图7为本发明在无线通信网络例如GSM中上传数据处理系统实施例的结构示意图； 

图8为本发明在无线通信网络例如GSM中下传数据处理实施例的结构示意图。 

具体实施方式

上传方法实施例一 

图3为本发明在无线通信网络例如GSM通信网络中上传数据处理方法实施例一的流程图，本实施例中，TRAU设置在BSC侧，移动终端通过Um接口发送语音数据后，GSM中上传空口数据中的语音数据具体包括以下步骤： 

步骤101、BTS从Um接口接收空口数据； 

步骤102、对空口数据进行信道译码； 

步骤103、BTS判断译码后的空口数据中当前帧是否被空口干扰损坏，或当前帧是否是坏帧、填充帧等无效帧；若是，则执行步骤108；否则，说明当前帧是好的语音帧、静音帧等有效帧，执行步骤104； 

步骤104、BTS将当前帧即好的语音帧或静音帧等有效帧封装为IP包发送给TRAU； 

步骤105、BSC侧的TRAU接收IP包，并判断IP包中的数据是否是坏帧、 空帧、无数据帧、不可靠帧等无效帧；若是，则执行步骤108；否则，执行步骤106； 

步骤106、TRAU将IP包中的数据进行信源解码后，封装为新的IP包发送给MGW； 

步骤107、MGW接收IP包，并将IP包中的数据发送到核心网；这样，就以IP承载方式完成了对来自移动终端的上传数据的传输处理，并且，BTS只对上传数据中的有效帧进行处理、传输，从而避免了无用数据在GSM中的传输处理，大大节约了GSM的资源，提高了GSM数据传输速率。 

步骤108、丢弃无效帧，TRAU接收不到有效帧时，便生成平滑的PCM数据，以保证向核心网上传发送连续的PCM数据。 

当BTS接收到的数据为增强型全速率(enhanced full rate，EFR)业务数据或全速率(full rate，FR)业务数据或半速率(half rate，HR)业务数据时，为了提高数据上传速率，BTS在接收到空口数据并进行信道译码后，输出第一个静音帧时，可对静音帧启动计数，定时将接收到的静音帧封装为IP包进行发送，采用一定间隔发送一帧静音帧的策略，在不影响语音质量的情况下减少静音帧的发送，从而进一步减少需要上传的数据，减少了网络负荷，从而提高了语音数据上传速率，满足了EFR、FR或HR业务的需要。 

下传方法实施例一 

图4为本发明在无线通信网络例如GSM中下传数据方法实施例一的流程图，本实施例中TRAU同样设置于BSC侧，与上传方法实施例一相对应，GSM下传语音数据的方法具体包括以下步骤： 

步骤201、MGW下传接收来自核心网的PCM数据； 

步骤202、将PCM数据封装为IP包发送给TRAU； 

步骤203、TRAU对PCM数据进行相应的信源编码，并判断编码后的数据是否是有效帧，若是，执行步骤204；否则，执行步骤208； 

步骤204、TRAU将当前帧即有效帧封装为IP包发送给BTS； 

步骤205、BTS从Abis接口接收IP包封装的数据； 

步骤206、判断IP包封装的数据是否是好的语音帧、静音帧等有效帧，若是，执行步骤207；否则，执行步骤208； 

步骤207、将当前帧即有效帧进行信道编码并发送，以IP承载方式完成了对来自核心网的PCM数据的传输处理，并且，只传输有效帧，大大减轻了GSM的负担，提高了GSM的数据传输速率。 

步骤208、丢弃当前帧。 

当MGW或TRAU接收到的PCM数据为EFR、FR或HR业务数据时，为了提高数据下传速率，当MGW或TRAU进行信源编码输出静音帧时，启动计数，定时将接收到的静音帧封装为IP包进行发送，采用一定间隔发送一帧静音帧的策略，在不影响语音质量的情况下减少静音帧的发送，从而进一步减少需要下传的数据，减少了网络负荷，从而提高了语音数据下传速率，满足了EFR、FR或HR业务的需要。 

上传方法实施例二 

图5为本发明在无线通信网络例如GSM中对上传数据处理方法实施例二的流程图，本实施例中，BSS中不设置TRAU，使用MGW中的TC替换TRAU，以尽量减小对现网的改动。移动终端通过Um接口发送语音数据后，GSM中上传空口数据中的语音数据具体包括以下步骤： 

步骤301、BTS从Um接口接收空口数据，假设本实施例中接收到的空口数据为EFR、FR或HR业务数据； 

步骤302、对空口数据进行信道译码，并判断当前帧是否被空口干扰损坏，或当前帧是否是坏帧、填充帧等无效帧；若是，则执行步骤311；否则，说明当前帧是好的语音帧、静音帧等有效帧，执行步骤303； 

步骤303、判断当前帧是否是静音帧，若是，执行步骤304；否则，执行步骤306； 

步骤304、启动计数器计数，或者判断是否已到达计数器设定的时间， 如每480ms发送一帧静音帧，若是，则执行步骤305；否则，执行步骤312； 

步骤305、BTS将当前静音帧封装为IP包发送给BSC，执行步骤307； 

步骤306、BTS将当前语音帧封装为IP包发送给BSC； 

步骤307、BSC将IP包透传给MGW； 

步骤308、MGW中的TC从Ater接口接收IP包； 

步骤309、判断IP包中的数据是否是有效帧，若是，则执行步骤310；否则，执行步骤313； 

步骤310、将IP包中的数据进行信源解码并发送到核心网。实现了语音数据通过IP承载在GSM中的上传。 

步骤311、TC丢弃当前无效帧，生成平滑的PCM数据，以保证在接收到的数据为无效帧的情况下发送给核心网的PCM数据的连续性，完成数据上传处理； 

步骤312、BTS丢弃当前静音帧，不向BSC发送数据，BSC也不向MGW发送数据；减少了GSM中的网络负荷，提高了GSM数据传输速率，之后MGW中的TC接收不到语音净荷帧格式时，便生成平滑的PCM数据，保证连续的PCM数据发送给核心网，完成了GSM中对来自移动终端的数据的上传处理。 

步骤313、TC丢弃IP包中的数据，并生成平滑的PCM数据。 

下传方法实施例二 

图6为本发明在无线通信网络例如GSM中对下传数据处理方法实施例二的流程图，本实施例中TRAU同样不设置TRAU，与上传方法实施例二相对应，GSM下传语音数据的方法具体包括以下步骤： 

步骤401、TC接收PCM语音数据，该PCM语音数据可以是G.711格式； 

步骤402、对PCM语音数据进行信源编码； 

步骤403、判断编码输出的当前帧是否是有效帧，若是无效帧则丢弃不做处理；若是有效帧，还进一步判断PCM语音数据是否是EFR、FR或HR业务数据，若是，则执行步骤404；否则，执行步骤406； 

步骤404、判断编码输出的是否是静音帧，若是，则执行步骤405；否则，执行步骤406； 

步骤405、启动计数器计数，或者判断是否已到达计数器设定的时间，若是，则执行步骤406；否则，执行步骤411； 

步骤406、TC将当前帧封装为IP包发送给BSC； 

步骤407、BSC将IP包透传给BTS； 

步骤408、BTS从Abis接口接收IP包； 

步骤409、判断IP包中的数据是否是语音帧、静音帧等有效帧，若是，则执行步骤410；否则，执行步骤412； 

步骤410、BTS发送当前帧即语音帧、静音帧等有效帧进行信道编码并发送给移动终端，实现了在GSM中通过IP承载下传语音数据。 

步骤411、TC丢弃当前帧，GSM中不再传输当前帧，从而完成了对下传数据的传输处理，减少了网络负荷，提高了数据传送速率。 

步骤412、BTS丢弃IP包中的数据，减少了不必要的网络支出。 

系统实施例中，信源编解码单元可由TRAU或MGW中的TC模块来替换。 

上传系统实施例 

图7为本发明在无线通信网络例如GSM中对上传数据处理系统实施例的结构示意图，本实施例中，信源解码单元由TRAU模块来实现，系统包括BTS11、BSC12、TRAU13及MGW14，BTS11通过Um接口与移动终端进行空口数据交互，上传过程中，BTS11从Um接口接收空口数据，并进行信道译码；BTS11中还设有基站丢弃模块15，当接收到的数据是语音帧、静音帧等有效帧时，则BTS将这些有效帧封装为IP包发送给TRAU13，否则，基站丢弃模块15丢弃不再进行处理，也不上行发送。TRAU13从Abis接口接收IP包，TRAU13中设置有解码丢弃模块16，当接收到的IP包中数据为有效帧时，则TRAU13将IP包中的数据进行信源解码后发送给MGW14；否则，解码丢弃模块16丢弃无效帧，TRAU13不再进行处理。 MGW接收到IP包并发送给核心网。 

本实施例中，BTS11还可包括静音帧丢弃模块，当BTS接收到的空口数据为EFR、FR或HR业务数据时，并且译码后的当前帧是静音帧时，则BTS设置计数器计数，静音帧丢弃模块丢弃设定接收的静音帧以外的其他静音帧，以保证静音帧间隔发送，从而减少待发送的数据，提高GSM上传传数据的速率，以满足EFR、FR或HR业务的需求。 

当本实施例中的解码丢弃模块替换为编码丢弃模块时，TRAU可用来实现信源编码单元的功能，替换后的系统便成为GSM通信网络中处理下传数据的系统。此时，类似地，TRAU中亦可设置静音帧丢弃模块，以保证下传数据的速率满足EFR、FR或HR业务的需求。 

下传系统实施例 

图8为本发明在GSM通信网络中对下传数据处理系统实施例的结构示意图，本实施例中，信源编码单元的功能由MGW中的TC模块实现。本系统包括：BTS21、BSC22及MGW23；BTS21还包括基站丢弃模块24，下传数据时，MGW23中的TC模块25接收G.711格式PCM语音数据，并进行相应的信源编码处理；在编码输出的数据是有效帧时，则TC模块25将编码输出的数据封装为IP包，由MGW23发送给BSC22，否则，编码丢弃模块26丢弃这些数据，不做传输；BSC22将接收到的IP包透传给BTS21；BTS21从Abis接口接收IP包，在接收到的数据中是有效帧时，则BTS21对接收到的数据进行信道编码，并将有效帧通过Um接口发送给移动终端，否则基站丢弃模块24丢弃这些数据，BTS21不做编码、下传等处理，大大节约了网络资源，提高了传输速率。 

本实施例中，TC也可包括静音帧丢弃模块，当TC接收到的PCM数据为EFR、FR或HR业务数据时，并且若编码后的当前帧是静音帧时，则TC设置计数器计数，静音帧丢弃模块丢弃设定接收的静音帧以外的其他静音帧，以保证静音帧间隔发送，从而减少待发送的数据，提高GSM下传数据的速率， 以满足EFR、FR或HR业务的需求。 

当本实施例中的编码丢弃模块替换为解码丢弃模块，并且TC实现信源解码单元的功能时，本实施例的系统便成为了GSM通信网络中处理上传数据的系统。上传数据时，BTS21从Um接口接收空口数据，进行信道译码，在译码得到的数据为好的语音帧、静音帧等有效帧时，则BTS21将译码后的数据封装为IP包发送给BSC22，否则，基站丢弃模块24丢弃接收到的数据；BSC22将IP包透传给MGW23；MGW23中的TC模块25从Ater口接收IP包封装的语音数据；在TC模块接收到的数据是好的语音帧、静音帧等有效帧时，则TC模块25将接收到的数据进行信源编码并通过MGW23发送，否则，解码丢弃模块丢弃接收到的数据，MGW23也不上传这些数据，此时TC模块25生成平滑的PCM数据，以保证发送到核心网的PCM数据的连续性。 

类似地，BTS中亦可设置静音帧丢弃模块，以保证上传数据的速率满足EFR、FR或HR业务的需求。 

上述方法实施例通过将接收到的数据封装为IP包，实现了GSM中以IP方式传输数据，从而能够实现带宽共享；并且只传输有效帧，减少了GSM需要传输的数据量，从而减轻了GSM压力，提高了GSM的传输速率；对于EFR、FR或HR业务数据，根据速率需求，间隔传输静音帧，进一步减少了网络负荷，提高了传输速率。上述系统实施例通过在BTS、TRAU、TC上进行IP封装，使得GSM能够以IP方式传输数据；根据判断模块的判断结果，只传输有效帧，进一步提高了GSM数据传输性能，并且满足了EFR、FR及HR业务的需求。 

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 (18)

1.一种在无线通信网络中对上传数据处理的方法，其特征在于，包括：

接收上传的空口数据；

对所述空口数据进行信道译码；

将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包；

将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包之后还包括：将所述IP包中的有效帧进行信源解码并继续上传；或

将所述IP包中的有效帧进行信源解码以及将经过所述信源解码的有效帧封装成新的IP包并继续上传。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当译码后的数据为无效帧时，丢弃空口数据中的无效帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将译码后的空口数据中的有效帧封装为IP包具体为：

将所述有效帧中的语音帧封装为IP包，将所述有效帧中的静音帧封装为IP包。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述有效帧中的静音帧封装为IP包具体为：定时将所述有效帧中的静音帧封装为IP包，丢弃未封装为IP包的静音帧。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述信源解码后的数据为无效帧或所述IP包中的数据为无效帧时，生成平滑的脉冲编码调制数据。

6.一种在无线通信网络中对下传数据处理的方法，其特征在于，包括：

接收脉冲编码调制数据；

将所述脉冲编码调制数据进行信源编码；

将信源编码后数据中的有效帧封装为IP包；

将所述IP包中的有效帧进行信道编码；

发送信道编码后得到的数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述脉冲编码调制数据进行信源编码之后包括：

丢弃信源编码后的数据中的无效帧。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将信源编码后数据中的有效帧封装为IP包具体为：

将所述有效帧中的语音帧封装为IP包，将所述有效帧中的静音帧封装为IP包。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述有效帧中的静音帧封装为IP包具体为：定时将所述有效帧中的静音帧封装为IP包，丢弃未封装为IP包的静音帧。

10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，将所述IP包中的有效帧进行信道编码之前还包括：

当所述IP包中的数据为无效帧时，则丢弃所述IP包中的无效帧。

11.一种在无线通信网络中对上传数据处理的系统，包括基站收发信机及信源解码单元，其特征在于：

所述基站收发信机将接收到的空口数据中的有效帧封装为IP包，发送给所述信源解码单元；

所述信源解码单元将所述基站收发信机发送的IP包中的有效帧进行信源解码，将解码后的数据封装为IP包继续上传。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述基站收发信机还包括基站丢弃模块，用于丢弃所述基站收发信机接收到的数据中的无效帧。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述信源解码单元还包括解码丢弃模块，用于丢弃所述信源解码单元接收到的无效帧。

14.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述基站收发信机还包括静音帧丢弃模块，用于丢弃未被所述基站收发信机封装为IP包的静音帧。

15.一种在无线通信网络中对下传数据处理的系统，包括基站收发信机及信源编码单元，其特征在于：

所述信源编码单元对接收到的下传脉冲编码调制语音数据进行信源编码，将编码后数据中的有效帧封装为IP包发送给所述基站收发信机；

所述基站收发信机将来自所述信源编码单元的IP包中的有效帧进行信道编码，发送给终端。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述基站收发信机还包括基站丢弃模块，用于丢弃所述基站收发信机接收到的数据中的无效帧。

17.根据权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述信源编码单元还包括编码丢弃模块，用于丢弃所述信源编码单元接收到的数据中的无效帧。

18.根据权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述信源编码单元还包括静音帧丢弃模块，用于丢弃未被所述信源编码单元封装为IP包的静音帧。

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