CN101589637A - 对级联式自由代码转换机操作的建立进行控制的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对级联式自由操作(TFO)的建立进行控制的技术，其用于在第一和第二代码转换机单元(16，18)之间传输包括内容帧的TFO帧且无需对内容帧进行代码转换。该技术的方法方面包括以下步骤：在远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件的情况下传输第一透明模式消息，其中该第一透明模式消息向路径内装置指示用于随后的透明TFO协商的透明模式；以及在透明模式下，传输包括本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。

Description

对级联式自由代码转换机操作的建立进行控制的技术
技术领域
本发明通常涉及在诸如移动网络的通信网络中对内容数据进行代码转换的领域。更加具体而言，本发明涉及控制建立级联式自由操作(TFO)的技术，用于在第一和第二代码转换机单元之间传输包括内容帧的TFO帧且无需对内容帧进行代码转换。
背景技术
现在，移动到移动呼叫(MMC)一般要求：在发起的移动用户设备中对语音信号进行数字化编码，通过第一空中接口发送，在固定网络中由第一代码转换机单元代码转换为PCM编码语音，在固定网络上传输，经过第二代码转换机单元再次进行代码转换，通过第二空中接口发送和最终在终结移动用户设备上进行解码。因此，语音信号一般从适用于第一空中接口的压缩语音编解码器(codec)转换为中间表示形式(一般根据G.711转换为PCM(脉冲代码调制)编码语音)，然后再将其转换为适用于第二空中接口的语音编解码器，其中适用于第二空中接口的语音编解码器与在第一空中接口上所使用的编解码器相同或者不同。术语“编解码器”指对数字数据流执行编码和解码的编码-解码机制。
3GPP(第三代合作计划)在它的TS(技术规范)28.062中将级联式自由操作(TFO)定义为提供这样一个机制：如果在空中接口上所使用的语音编解码器相互兼容，那么就在MMC中避免两个代码转换步骤。为此，TS 28.062定义了用于在MMC所包括的两个代码转换机单元之间的带内信令的TFO协议。代码转换机单元例如可以在GSM网络中包括TRAU(代码转换率适应单元)，或在UMTS网络中包括MGW(媒体网关)。
如果在空中接口上所使用的语音编解码器相同或者至少相互兼容，则将建立TFO。在TFO可用(operational)的情况下，每个代码转换机单元通过它的空中接口接收语音帧并且无需转换代码即将其转发(例如，嵌入到网络的PCM链路)到它的TFO配对(partner)，即远距离或者远程代码转换机单元，然后该TFO配对通过它的空中接口无需转换代码地转发所接收的语音帧。
必须从两个代码转换机单元之间的呼叫路径内去除(或透明化)该路径内的通常会修改语音信号的任何路径内设备(IPE)，因为该设备会破坏TFO控制信令(即，透明TFO信道)，这会导致TFO过程的异常终止。该路径内设备可能包括例如回声抵消器或者电平偏移器，参见TS 28.062附录B。
为了建立TFO，两个代码转换机单元必须发起TFO带内协商过程。每个代码转换机单元向TFO配对指示其本地使用的语音编解码器(在TS 28.062中被称为“本地使用的编解码器”，LUC)。如果编解码器至少互相兼容，则将会在两个代码转换机单元之间的(PCM)呼叫路径内建立TFO。建立过程包括交换透明模式信息，例如，根据TS28.062的TFO_TRANS(n)消息(其向IPE指示后续语音帧将沿该路径被交换)和根据TFO带内信令协议的TFO控制位和TFO消息(其需要经固定网络内的PCM链路被透明地交换)。从那时起，IPE将透明地传送PCM帧内的各个位。然后TFO处于“工作”状态，并且可在TFO配对之间交换包括了通过空中接口接收的语音帧的TFO帧。
当TFO处于工作状态时，为了(进一步)优化编解码器，可以交换TFO编解码器列表(TCL)。TCL可以通过配置帧(configurationframe)进行交换，其中该配置帧例如为在TS 28.062附录H中定义的通用配置帧(GCFs)，它的传输机制不同于根据TFO带内信令协议的TFO信令消息。可以发送GCF作为TFO语音帧的替换。这不会在已经建立的TFO过程中导致语音质量的下降，因为只是偶尔地执行这样的替换。瞬时的(短期的)数据速率达到TFO帧的数据速率，例如8千比特/秒(即160比特/20毫秒)或者16千比特/秒(即320比特/20毫秒)。可选地，可以在未通过TFO信令消息(例如TFO_REQ_L或者TFO_ACK_L消息)建立TFO时(例如在TFO状态失配(MISMATCH)下)传输多个TCL，因此传送它们的瞬时数据速率只有不到500比特每秒(以便不使语音质量失真)。
如果确定两个代码转换机单元的LUC互相不兼容，则不能建立TFO。那样的话，没有透明模式消息要进行交换。但是可以交换TFO信令消息，包括指定各TFO接口可用的每个编解码器类型的TCL。然而与在LUC匹配的情况下的TFO的建立(例如只需要数十毫秒)相比，这个过程较慢(包括一个完整的TCL的单个TFO_REQ_L信令消息需要至少180毫秒，平均需要可能位300毫秒)。另外，通过TFO带内信令机制进行交换的编解码器类型被表示为位矢量，其中一个特定的位表示支持某种编解码器类型。这个机制既不允许特定编解码器类型的的优先级(preference)的信令，也不允许位特定的编解码器规定详细的配置信息。
需要对级联式自由代码转换机操作的建立进行控制的技术，在两边的本地使用的编解码器相互不兼容的情况下，该技术是快速、可靠的并且不会对语音质量造成不期望的影响。
发明内容
根据本发明的第一方面，提出了一种对TFO的建立进行控制的方法，用于在第一和第二代码转换机单元之间传输包括内容帧的TFO帧且无需对内容帧进行代码转换。该方法包括以下步骤：在带有TFO请求的上下文中，接收关于与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器的信息；响应TFO请求，确定远程使用的编解码器是否满足编解码器兼容条件；如果远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件，则传输第一透明模式消息，其中第一透明模式消息向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式；以及在透明模式中传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。
内容帧可能例如是语音帧，或者可能包括其它的内容数据，例如视频数据。第一和第二代码转换机单元可以被配置为独立装置(例如TRAU)或者他们可以被并入其它的硬件装置，例如并入3GPP网络的MGW。可以在任意两个代码转换机单元之间建立TFO，因此本发明不仅适用于包括GSM和UMTS/WCDMA网络的移动网络，而且通常适用于在其中对通信数据必须进行代码转换的通信网络。例如，任何包括空中接口的无线网络可能要求对用于通过空中接口通信的语音或者其它的内容数据进行代码转换。
TFO请求可能采取请求消息的形式。该消息可能包括指示作为远程使用的编解码器的远程代码转换机单元的LUC的信息。请求消息和透明模式消息可能是根据带内信令协议的消息，用于在代码转换机单元之间的通信链路内传输信令。例如根据TS 28.062的IS机制可以用于通过PCM传输信令消息。通过传输透明的模式消息，任何IPE被强制以透明方式传送包含了TFO配置帧的后续TFO帧。透明模式消息的目的地可能是远程代码转换机单元(经常采用术语“远距离代码转换机单元”来代替TS 28.062中的“远程代码转换机单元”。本文中形容词“远程”和“远距离”的意思是相同的)。
编解码器兼容性确定可能包括将在附近的空中接口处所用的LUC与接收到的远程使用的编解码器(例如远程代码转换机单元的LUC)进行比较。如果两个LUC相同或者至少相互兼容，则满足编解码器兼容条件。
TFO配置帧是在带内传输(但是比传输信令消息快许多)的帧。配置帧可能例如基于在TS 28.062中定义的通用配置帧(GCF)。例如该配置帧可能是GCF请求(Con_Req)或者GCF确认(Con_Ack)。优选地，按照与传输内容的TFO帧相同的方式在代码转换机单元之间传送配置帧，即GCF代替了TFO语音帧。GCF可以被构造为用于编码TCL，使得其结构与在OoBTC/BICC(带外代码转换机控制/与承载无关的呼叫控制)和/或SIP/SDP(会话发起协议/会话描述协议)过程中传送的编解码器列表的结构兼容。因此配置帧一般不包括语音数据而是包括信令数据，尤其是正在发送的代码转换机单元的TCL。
在本发明的变化形式中，在传输TFO配置帧之后传输标准模式消息(例如TFO_Normal消息)，标准模式消息向路径内设备指示透明模式的结束和向正常操作的返回。在本发明的另一个变化形式中，在传输TFO配置帧之后不发送标准模式消息，使得任一个路径内设备保持在透明模式。
在本发明的一个模式下，在传输TFO配置帧之前传输两个或更多个第一透明模式消息。例如，IPE可以抑制(吸收)它接收的透明模式消息。因此，如果在呼叫路径内有n个IPE，那么可能必须发送n+1个透明模式消息。透明模式消息的精确数值(两个或更多)可能取决于网络设置。
在本发明的一个变化形式中，该方法还包括以下步骤：接收来自远程代码转换机单元的第二透明模式消息；响应接收的透明模式消息发送TFO配置帧。远程代码转换机单元可以用第二透明模式消息指示它也能够用于根据本发明的方法。可选地，在任意情况下可以在透明模式消息之后向远程代码转换机单元发送TFO配置帧，即无需等待响应消息。远程代码转换机单元可能适于首先接收TCL，然后可能只用它本身的透明模式消息和配置帧作为应答。
一个或多个透明模式消息可以指示透明地传送将使所有的帧的位(例如在TS 28.062框架中，透明模式消息可以指示将通过IPE透明地传送所有的PCM位)。在这种情况下，TFO配置帧可以使用所有的帧位来指示本地TFO编解码器列表，即TFO配置帧可以完全地代替另一个TFO帧，例如内容帧(语音帧)并且可以在TFO对之间不受路径内的IPE破坏的TFO配对之间传输TFO配置帧。例如，如果TFO帧嵌入在每帧包括8位的PCM帧中，则(一个或多个)透明模式消息可以指示透明地处理8位。至于配置帧的结构，可以使用与用于在BICC或者SIP中传输编解码器列表的结构类似的结构，这需要稍微地改变以适应于TFO框架的要求(例如GCF必须是20ms长和必须遵循某种同步方案)。
传输到远程代码转换机单元的本地TFO编解码器列表可以指示编解码器的优先级。例如，编解码器可能依照它们在配置帧的相对位置来排序。另外或者可选地，传输到远程代码转换机单元的TFO编解码器可以指示用于至少一个编解码器的配置信息。配置信息可以例如包括与编解码器模式相关的信息或者各编解码器的其它配置参数。本地TFO编解码器列表也可以若干次列出编解码器类型，但是以不同的配置数据。通常，本地TFO编解码器列表可以包括例如与OoBTC消息相同或者类似的信息。
该方法可以包括在透明模式中连续传输TFO同步消息(例如TFO_FILL消息)的另一步骤。这些消息可以用于实现代码转换机单元和IPE的同步并且可以使IPE对TFO消息和TFO帧保持透明。
在本发明的一个模式中，该方法包括启动不匹配定时器的进一步步骤。可以例如在传输TFO配置帧之后启动定时器。可以只在接收到来自远程代码转换机单元的TFO配置帧之后启动不匹配定时器。如果没有及时地接收到应答，则响应不匹配定时器的终止，停止TFO同步消息的传输。不匹配定时器允许限制交换带内信令消息(例如同步消息)的时间。带内信令消息(例如使IPE保持透明的消息)可能对正在进行的通信的语音质量有些许失真。
该方法可还包括停止传输TFO同步消息的步骤，其例如响应从远程TFO编解码器列表中检测到匹配编解码器，该远程TFO编解码器列表从远程代码转换机单元接收。在那种情况下，可以执行建立TFO状态工作的步骤.响应远程TFO编解码器列表的接收，也可以停止TFO同步消息的传输。
在一个实现方案中，该方法可还包括以下步骤：响应传输的透明模式消息，接收包括TFO编解码器列表的TFO请求消息；以及响应接收到TFO请求，传输包括本地TFO编解码器列表的TFO消息。如果远程代码转换机单元不能用于该本创造性的技术，代码转换机单元可忽略接收到的透明模式消息，并且根据已经设定的标准继续进行处理，其可包括发送TFO请求消息。那样的话，可以在两边执行返回到设定程序的步骤。例如，可以接收包括远距离的TFO编解码器列表的普通TFO_REQ_L消息。在这种情况下，响应接收到的TFO_REQ_L请求消息，先传输TFO_NORMAL消息，然后传输包括本地TFO编解码器列表的TFO_ACK_L消息。
根据本发明的另一个方面，提出了一种计算机程序产品，该程序产品包括程序代码部分，用于当在一个或多个计算机装置运行该计算机程序产品时，执行本文所描述的本发明的任意一个方法方面的步骤。该计算机程序产品可以存储在计算机可读记录介质上，例如CD-ROM或者DVD。
根据本发明的另一方面，提出了一种代码转换机单元，适于对级联式自由操作的建立进行控制，用于在第一和第二代码转换机单元之间传输包括内容帧的TFO帧且无需对内容帧进行代码转换。代码转换机单元包括：接收单元，适于在带有TFO请求的上下文中接收关于与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器的信息；确定单元，适于响应TFO请求确定远程使用的编解码器是否满足编解码器兼容条件；消息传输单元，适于在远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件的情况下传输第一透明模式消息，其中第一透明模式消息向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式；以及帧传输单元，用于在透明模式中传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。
附图说明
下面，将参考在附图中所描述的示例性实施例进一步地描述本发明，其中：
图1是正在进行的MMC中的数据通信示意图；
图2是示意性显示代码转换机单元的实施例的功能方框图；
图3是显示控制TFO的建立的第一方法实施例的步骤的流程图；
图4是显示控制TFO的建立的第二方法实施例的步骤的流程图；
图5是显示控制TFO的建立的第三方法实施例的步骤的顺序图；
图6是根据本发明的具体实施例的TFO消息和配置帧的时序的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，为了提供对本发明的全面理解，对具体的细节(例如包括特定网络节点、通信协议等的具体网络拓扑)作了阐述，但是这种阐述意在解释而非起限定作用。对于本领域的技术人员来说，显然可以在脱离这些具体细节的其它实施例中实施本发明。例如，本领域的技术人员会认识到本发明可应用于那些不同于下面论及的UMTS网络(为阐述本发明而论及)的通信网络中。本发明可以在任何执行转换代码步骤的网络中实施。这可能包括例如无线网络，原因在于通过空中接口传输数据一般可能要求压缩数据以有效利用带宽。数据不仅可以是语音数据，而且可能是任何类型的可被压缩的数据，例如视频数据。
本领域的技术人员还会认识到下面所描述的功能可以以下方式实施：使用单个的硬件电路、结合可编程微处理器或者通用计算机而起作用的软件、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或者多个数字信号处理器(DSP)。还会认识到虽然以方法的形式描述了本发明，但是可以在计算机处理器和耦合到处理器的存储器内实施本发明，其中当该处理器执行本发明时，该存储器编码有一个或者多个执行这里所公开的方法的程序。
本文中所使用的术语“接口”或者“接口单元”可以表示“功能性接口”，即包括在功能性单元或者更高层结构(例如，硬件和/或软件单元和/或功能实体)内的子结构，其被特别设计成执行与外部单元或结构进行通信。功能性接口一般可以是，但不限于以软件来实现。
图1示意性地描述了在其中可以实施本发明的网络结构的实施例10。在移动装置12和14之间通过代码转换机单元16和18以及IPE 20传输语音。IPE 20可以是固定网络的一部分或者是无线接入网络的一部分并且可能包括交换机。
更详细而言，可以根据GSM HR(半速率)编码方案在移动装置12中压缩语音数据，然后可以通过空中接口22从移动装置12传输到代码转换机单元16。可以选择性地根据以下方案压缩语音数据：FR(全速率)或者EHR(增强全速率)方案或者任何其它合适的编码方案(进一步的例子为AMR、AMR-WB)。在建立移动装置12和14之间的呼叫的过程中，已经在代码转换机单元16和18之间建立了PCM链路(或者子链路)24。在没有TFO的情况下，代码转换机单元16根据G.711将通过空中接口22接收的语音样本代码转换为PCM样本并且通过PCM链路24将这些样本传输到代码转换机单元18。此处，利用适用于通过空中接口26向移动装置14传输语音数据的编解码器对所接收的PCM样本进行代码转换。例如，可以使用编解码器HR、FR或者EFR中的一个来对语音进行编码。以类似的方式在另一个方向上(即从移动装置14经过代码转换机单元18、PCM链路28和代码转换机单元16向移动装置12)执行语音的传送。
当TFO工作时，在代码转换机单元16和18之间无需代码转换地交换语音帧。例如，可以只使用每125微秒传输的每8位PCM样本(相当于每秒8000 PCM样本)的最低有效位经PCM链路24和28传输(压缩的)HR语音帧。这由PCM链路24和28中的虚线30和32表示。在无代码转换地交换语音帧之前，代码转换机单元16和18必须发信号给它们各自的LUC，即在空中接口22和26上使用的编解码器。在LUC相互不兼容的情况下，需要协商过程来比较TFO配对16、18的(其它)可用编解码器。这将在下面描述。
图2描述了代码转换机单元40的实施例，其适用于控制TFO的建立，用于在代码转换机单元40和另外的作为远程或者远距离TFO配对的代码转换机单元(图2中未示出)之间传输包括语音帧的TFO帧。代码转换机单元20可以是图1的代码转换机单元16或者18的实现方案。
在图2中示例性地将代码转换机单元40描述为独立装置。因此代码转换机单元40包括存取接口42，用于通过空中接口44接收和传输经过基站子系统(未示出)来/往于移动装置的语音数据。代码转换机单元40还包括PCM接口46和48，用于转发/接收送往或者来自远程TFO配对的语音数据。PCM链路50和52终止于PCM接口46和48。
代码转换机单元40还包括接收单元54，适于在带有TFO请求的上下文中(in context with a TFO request)接收与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器。更详细而言，图2中所示的实施例的接收单元54适于接收包括来自远程代码转换机单元的本地使用的编解码器的TFO请求消息。
通过PCM链路52接收TFO请求消息作为带内信令消息。更确切地说，TFO请求消息可能是规则的或者嵌入的TFO消息，其借助根据TS 28.062的带内信令机制，在PCM接口48所接收的PCM样本流中传输。带内信令数据如点线56所示。接收单元54从接收的TFO请求中抽取LUC并将LUC转发到确定单元58。
确定单元58适于在带有TFO请求的上下文中确定远程使用的编解码器(即远程代码转换机单元的LUC)是否满足编解码器兼容条件。更详细而言，从TFO配对所接收的LUC触发元件58，以便从存取接口42内部地请求正在被用来通过空中接口44传输语音样本的LUC。在可选实施例中，确定单元58可能从代码转换机单元40的存储单元中提取被用于空中接口44的LUC或者可从代码转换机单元40的TFO控制服务器(未示出)中请求该信息。
确定单元58然后执行两个LUC之间的比较以确定编解码器是否相同或者至少相互兼容。在编解码器至少相互兼容的情况下，单元58可以将该结果转发到代码转换机单元40的其它单元(图2中未示出)从而触发进入TFO状态工作的其它程序。在编解码器相互不兼容的情况下，确定单元58触发消息传输单元60。
消息传输单元60适于在远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件的情况下传输透明模式消息。透明模式消息向用于与远程的代码转换机单元随后进行透明TFO协商的路径内设备指示透明模式。更详细而言，消息传输单元60构造透明模式消息。例如，可以构造根据TS28.062的TFO_TRANS(2)或者TFO_TRANS(4)消息(在本文中被称为TFO_TRANS(16k)和TFO_TRANS(32k)消息)。在另外的例子中，建立旨在于指示应当透明地处理PCM帧的所有8位的TFO_TRANS(8)消息。该消息被提供给PCM接口46。PCM接口46将透明模式消息作为规则的带内信令消息在PCM样本流50内进行转发。带内信令数据如点线62所示。
另外，确定单元58触发适于在透明模式下传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧的帧传输元件64。例如，确定单元58可以从存取接口42(或者存储单元或者TFO控制服务器)中请求空中接口44可用的编解码器列表和可以将这个列表作为对帧传输单元64的触发器来转发。帧传输单元64将接收到的本地TFO编解码器列表插入到配置帧(例如根据TS 28.062附录H的通用配置帧)。在已经预先发送TFO_TRANS(8)的情况下，TFO配置帧的全部位可以全部用来指示本地TFO编解码器列表。例如，可以使用与在BICC或者SIP中传输编解码器列表的结构类似的结构，但是这需要稍微地改变以适应于TFO框架的要求(例如GCF必须是20ms长并且必须遵循某种同步方案)。因此可以使用TFO配置帧，例如根据TS 28.062的GCF，但是不仅适用于使用具有8kbit/s(TFO_TRANS(1))或者16kBit/s(TFO_TRANS(2))的带宽，而且可以使用64kbit/s的带宽。帧传输单元64向PCM接口46提供这样构造的配置帧，该PCM接口46在PCM链路50内转发TFO配置帧。TFO帧和TFO配置帧的转发机制如虚线66所示。
在可选实施例中，代码转换机单元可能是硬件设备(例如媒体网关)的一部分。在这种情况下，存取接口和PCM接口可以基本上被看作更大的硬件设备的一部分。但是，代码转换机单元的功能实质上与本文中参考图2中的独立装置40所描述的代码转换机单元相同。
图3是描述实施例70的流程图，实施例70是对级联式自由操作的建立进行控制的方法的实施例，用于在第一和第二代码转换机单元之间传输包括语音帧的TFO帧且无需对语音帧进行代码转换。
在步骤71中，通过在带有TFO请求(或者TFO应答)的上下文中接收关于与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器的信息来触发该方法。
远程使用的编解码器可以例如是根据TS 28.062的远程代码转换机单元的LUC，或者可能是任何其它的编解码器(例如用于接近远程代码转换机单元的空中接口)。
在步骤72中响应接收的TFO请求，确定远程使用的编解码器是否满足与本地使用的编解码器的编解码器兼容条件。如果远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件，则传输第一透明模式消息，该第一透明模式向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式(步骤73)。在其它的实施例中，可以传输几个透明模式消息。在传输透明模式消息之后，在透明模式中传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧(步骤74)。在步骤75中，方法例如返回到与建立TFO相关的另外程序。
图4是描述实施例100的流程图，实施例100是对级联式自由操作的建立进行控制的方法的实施例，用于在第一和第二代码转换机单元之间传输包括语音帧的TFO帧且无需对语音帧进行代码转换。
步骤102和104相当于图3的步骤71和72.在步骤106中，如果远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件，则传输零个或者更多个透明模式消息，其中该消息向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式。在步骤108中，在透明模式中，传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。在步骤110中，在透明模式中，传输向路径内设备指示向正常操作的返回的零个或更多个正常模式消息。
在一些情况下，在发送指示本地TFO编解码器列表的配置帧之前不需要透明模式消息。例如，根据网络架构的TFO路径中可能没有IPE。响应检测到本地和远程使用编解码器不匹配，则可以立即发送配置帧。另外，因为没有必须切换回正常模式或者保持透明的IPE，在此情况下也不需要正常模式消息和TFO同步消息。提供诸如根据TS28.062的TFO_NORMAL消息的正常模式消息以便命令可能的IPE到正常操作，即(例如)终止透明模式操作。
在实施例100中，例如如果网络架构保证在TFO路径内没有IPE，则可不发送透明模式。在那种情况下，也可以省略TFO正常模式消息，也不需要TFO同步消息。因此可以立即发送TFO配置帧。这可以加快和简化配置数据(configuration data)的交换.
图5是描述对TFO的建立进行控制的消息和帧的流程的实施例的序列图。假设通过一个或多个UMTS网络在媒体网关(MGW)82和84之间传递语音。通过服务器节点86和88控制MGW。MGW包括代码转换机单元，该代码转换机单元可以由图1的代码转换机单元16、18或者图2的代码转换机单元40来实现。每个服务器节点86、88可以是MSC(移动交换中心)或者TSC(转接交换中心)。
在首次尝试建立TFO时，服务器节点86和88命令它们相应的MGW交换指示它们各自的本地使用的编解码器的信息，即它们的LUC。为此，媒体网关82、84交换根据TS 28.062的TFO_REQ带内信令消息，每个消息包括LUC和识别在哪个系统产生消息的系统标识。此处，系统ID表示在双方的UMTS系统。
在图5所描述的例子中，假设LUC是不兼容的。因此，通过TFO配对将TFO设为不匹配状态。一般在已经开始交换包括与LUC有关的信息的TFO请求消息之后的200毫秒内就可以检测出TFO不匹配。每个MGW代码转换机单元中的TFO处理器(handler)(即根据图2的确定单元58)立即触发透明模式消息TFO_TRANS(8)的传输。这些消息命令在MGW 82和84之间的PCM路径内的IPE(未示出)进入完全透明模式，即它们命令IPE使PCM帧(PCM样本)的所有8位透明地通过。由于从PCM路径去除了IPE以及对应的延迟跳变，透明模式消息的交换可能会引起轻微的停顿(click)。但是，应当注意到，例如与TF0_TRANS(2)(两个最低位必须被透明地传输；这个消息在TS 28.062中被称为TFO_TRANS(16k))相比TFO_TRANS(8)消息产生较少的失真，这是由于PCM八位字节的所有8位保持一致，而在TFO_TRANS(2)的情况下，只有6位PCM会在IPE中保持一致，较低的2位会透明地从IPE的输入复制到输出。
交换透明模式消息之后，TFO配对82和84开始连续地发送同步消息。在图5所示的例子中，同步消息是根据TS 28.062的TFO_FILL消息。这些消息使TFO配对和IPE保持同步。随着进一步地通过标准代码转换机制和通过PCM在MGW 82和84之间传递语音，TFO在带内信令消息中的交换会引起语音质量的微小失真，这几乎是或者完全是不可觉察得。
然后MGW 82和84交换TFO配置帧，即基于根据TS 28.062附录H的通用配置帧的CON_REQ/CON_ACK帧。每个配置帧携带由控制服务器86和88提供的本地TFO编解码器列表(TCL)。因为任何IPE对于TFO帧和TFO配置帧(TFO配置帧是携带配置信息而非语音数据的TFO帧)是完全透明的，所以可以交换配置帧。发送一个配置帧大约需要20毫秒，而发送包括完整的TCL的TFO请求消息大约需要300毫秒。MGW 82和84中的每一个从PCM流中抽取和去除这些TFO配置帧，从而避免听觉上的假象并通知它的控制服务器接收到的TFO编解码器列表。在进一步的步骤中，现在两边都可以根据TCL决定用于在工作模式下建立TFO的共同的(common)兼容编解码器对。如果没有兼容的编解码器对可用，则TFO保持不匹配状态，媒体网关82和84如图5所示地继续发送同步消息或者它们发送TFO_Normal消息并且让IPE回到正常操作。
在带有交换配置帧的上下文中(in context with exchanging theconfiguration frames)，在MGW 82和84的每一个代码转换机单元中启动定时器。定时器用于在TFO的建立过程中限制同步消息的交换的最大持续时间，因此限制了语音质量的微小失真。定时器例如可以在100毫秒或者数百个毫秒之后终止。可以在已经发送配置帧之后启动定时器或者只在从其它的TFO配对接收配置帧之后启动定时器。在发现不匹配编解码器和TFO进入工作状态的情况下停止定时器。
在可选实施例中，对于图5示例性略述的过程TFO配对中只有一个被启用。在那种情况下，该代码转换机单元会响应检测到TFO不匹配状态而发送透明模式消息，但是不会从另一个TFO配对接收这样的消息。相反，对应的代码转换机单元会发送包括TFO编解码器列表的TFO请求消息(不是配置帧)，例如TFO_REQ_L消息。对于反向兼容，也可以通过发送包括TCL的TFO请求消息(例如TFO_ACK_L，其可以在已经发送TFO_Normal消息之后发送)来响应该消息。
图6以示意图描述了在TFO的建立过程中代码转换机单元所传输的消息和帧的示例性时序90。代码转换机单元可能例如是图1的代码转换机单元16和18之一、图2的代码转换机单元40、或者图5的MGW82和84内的代码转换机单元之一。检测到TFO不匹配状态之后，代码转换机单元立即发送透明模式消息TFO_TRANS(8)92。这个消息的传输需要100毫秒。
已经发送透明模式消息92之后，代码转换机单元连续发送同步消息TFO_FILL 93、94。传输可能延续下去，例如只要代码转换机单元还没有接收到响应的透明模式消息，和/或还没有完成随后的配置帧的建立，和定时器的超时时间还没有终止或者还没有接收到具有传统的TCL的传统的TFO_REQ_L。
然后，代码转换机单元发送包括TCL的配置帧Con_Req 95。传输这个消息需要20毫秒，这只引起语音质量的非常小的听觉失真。接着，只要还没有传输其它的TFO帧或者消息，代码转换机单元就会继续发送同步消息96、97使TFO配对和IPE保持同步。继续发送TFO_FILL直到发现兼容的编解码器并且TFO进入工作状态，或者直到定时器终止并且因此停止发送同步消息，或者直到TFO配对确定协议足够先进并且没有进一步交换配置数据的需要。
在本文中示例性描述的实施例中，可以不需要将IPE重新设置到正常操作状态的消息(例如通过TFO_NORMAL消息)。
本文所描述的一些实施例包括传输指示TFO编解码器列表的TFO配置帧的步骤.配置帧按照与携带语音数据的TFO帧相同的方式在代码转换机单元之间传输。但是，配置帧不包括语音数据而是信令数据，尤其是正在发送的代码转换机单元的TCL。因为使用传输TFO帧的全带宽来发送配置帧(例如160位/20毫秒或者320位/20毫秒并且最大为1280位/20毫秒)，所以其会比任何带内信令消息的传输快许多。如上示例性地所述，可以在20毫秒内传输根据TS 28.062的配置帧(GCF)，而包括TCL的TFO请求消息可能需要16到32倍长的时间。因此当将其嵌入到例如PCM信号的最低(1或者2)位时，这样的配置帧的传输只会产生语音信号的小失真。人的听觉系统多半会忽视这样短的、低水平的失真。因此，与带内信令机制相比(其被设计成尽可能小地影响语音质量，因此不得不只能为信令消息提供非常小的带宽)，可以使用诸如根据TS 28.62的GCF的用于传输TFO编解码器列表的配置帧以取得快得多的TCL交换。
为了发送配置帧，可能必须采取一些预防措施来命令可能的路径内设备(IPE)让配置帧无修改地通过。通过传输透明模式消息，正在接收的IPE被强制让随后的TFO帧(尤其是TFO配置帧)透明地通过。实际上，可以发送零个、一个或多个透明模式消息(例如TFO_TRANS消息)，然后其后面立即是配置帧，然后是零个或更多个TFONORMAL消息。如果之前已经发送了一个或多个TFO_TRANS消息，后者可能有必要将IPE重置于它们的正常操作状态。这些序列可以被每个TFO配对都遵循。因此，与根据带内信令机制将全部的TCL与TFO消息交换相比，本文所提出的技术允许快速地建立TFO-在TFO配对的本地使用的编解码器不匹配的情况下。全面和灵活地构造的编解码器列表的交换加快了建立过程并且提高了可以完全成功地建立TFO的机会。该技术提供了快速传输全部的TFO编解码器列表的机制，使得尽可能快地发现共同的、兼容的编解码器对和建立无代码转换路径。另外，通过对列表中的编解码器类型进行相应地分类可以交换表示优选和较低优选的编解码器的编解码器列表。另外，也可以提供每个编解码器的详细的结构信息。更进一步，对于一个编解码器类型可以列出超过一个的可选结构。本文所提出的技术也允许专用编解码器的扩充。该技术以最多是略微的语音质量损失为代价来支持建立阶段中的快速TFO建立。
虽然以本发明的优选实施例描述本发明，但是应当理解为本公开内容只是示例性的。因此，本发明只由本文所附的权利要求书的范围限定。

Claims (15)

1.一种控制级联式自由操作(TFO)的建立的方法，用于在第一和第二代码转换机单元(16，18)之间传输包括内容帧的TFO帧而无需对内容帧进行代码转换，该方法包括以下步骤：
在带有TFO请求的上下文中接收(71)关于与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器的信息；
响应TFO请求，确定(72)远程使用的编解码器是否满足编解码器兼容条件；
如果远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件，则传输(73)第一透明模式消息，该第一透明模式消息向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式；以及
在透明模式中，传输(74)指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。
2.如权利要求1所述的方法，其中在传输TFO配置帧之前传输两个或更多个第一透明模式消息。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：
接收来自远程代码转换机单元的第二透明模式消息；以及
响应接收到的透明模式消息发送TFO配置帧。
4.如上述任一权利要求所述的方法，其中所述一个或多个透明模式消息指示全部的帧位被透明地传送.
5.如上述任一权利要求所述的方法，其中TFO配置帧使用全部的帧位来指示本地TFO编解码器列表。
6.如上述任一权利要求所述的方法，其中向远程代码转换机单元传输的本地TFO编解码器列表指示编解码器的优先级和/或用于至少一个编解码器的配置信息。
7.如上述任一权利要求所述的方法，包括在透明模式中连续发送TFO同步消息的进一步步骤。
8.如上述任一权利要求所述的方法，包括启动不匹配定时器的进一步步骤。
9.如权利要求7和8所述的方法，包括响应不匹配定时器的期满停止传输TFO同步消息的进一步步骤。
10.如权利要求7到9的任何一项所述的方法，包括响应从远程TFO编解码器列表中检测到匹配编解码器，停止传输TFO同步消息的进一步步骤，所述远程TFO编解码器列表接收自远程代码转换机单元。
11.如权利要求8到10的任何一项所述的方法，其中只在接收到来自远程代码转换机单元的TFO配置帧之后才启动不匹配定时器。
12.如上述任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：
响应传输的透明模式消息，接收包括远程TFO编解码器列表的TFO请求消息；以及
响应接收到的TFO请求消息，传输包括本地TFO编解码器列表的TFO请求消息。
13.一种包括程序代码部分的计算机程序产品，用于当在一个或多个计算装置上运行该计算机程序产品时执行上述任一权利要求的步骤。
14.如权利要求13所述的计算机程序产品，存储在计算机可读记录介质上。
15.一种适于控制级联式自由操作(TFO)的建立的代码转换机单元(16，18，40)，用于在第一和第二代码转换机单元(16，18)之间传输包括内容帧的TFO帧而无需对内容帧进行代码转换，该代码转换机单元包括：
接收单元(54)，适于在带有TFO请求的上下文中接收关于与远程代码转换机单元相关的远程使用的编解码器的信息；
确定单元(58)，适于响应TFO请求，确定远程使用的编解码器是否满足编解码器兼容条件；
消息传输单元(60)，适于在远程使用的编解码器不满足编解码器兼容条件的情况下，传输第一透明模式消息，该第一透明模式消息向路径内设备指示用于随后的透明TFO协商的透明模式；以及
帧传输单元(64)，适于在透明模式中传输指示本地TFO编解码器列表的TFO配置帧。
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