CN101594692B

CN101594692B - 一种ip abis中的快速呼叫建立的方法及系统

Info

Publication number: CN101594692B
Application number: CN2009101487127A
Authority: CN
Inventors: 罗小冬; 郭建林
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Global Innovation Polymerization LLC
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: CN101594692A

Abstract

本发明提供一种IPABIS中的快速呼叫建立的方法及系统，其中，该方法包括下列步骤：在基站BTS处于初始状态时，BTS以IP/UDP方式发送通知帧将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法；TRAU将IP包中IP地址、端口号解析出来，进行更新，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，通过更新后的IP地址和端口号发送给相应的BTS。本发明使得ABIS口IP化之后，BTS在接收到非有效的数据帧时，使TRAU知道BTS的IP地址和端口号，通过RTP实现的语音信道与原TRAU帧格式效果相同。

Description

一种IP ABIS中的快速呼叫建立的方法及系统

技术领域

本发明涉及GSM通讯技术领域，尤其涉及一种IP ABIS中的快速呼叫建立的方法及系统。

背景技术

全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communications，GSM)中，码型变换器(Transcoder/Rate Adapter Unit，TRAU)通过ABIS口与基站(Base Station，BTS)进行交互。ABIS口实现的方式有16kbit/s的复用方式，也有8kbit/s的复用方式。ABIS口中将传输各种不同语音算法的TRAU帧格式，包括全速率算法(Full Rate，FR)、增强型全速率算法(Enhanced Full Rate，EFR)、半速率算法(Half Rate，HR)、自适应多速率语音算法(Adaptive Multi-Rate，AMR)等。各种不同语音算法的TRAU帧主要用来传输用于压缩或者解压缩的语音序列。而由于BTS在空口解调译码过程中，可能会产生一些无法译码的帧，此时在进行语音解码中需要将一个坏帧标志(Bad Flag Indication，BFI)送给语音算法进行相关的坏帧处理过程。所以，TRAU帧也包括了BFI等一些相关的控制位信息。

随着IP化技术的发展，GSM网络ABIS口采用实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)进行IP传输。目前采用了RFC3551/4867等协议来进行ABIS口IP化过程。RFC3551主要是针对FR、EFR、HR等非AMR进行IP化的相关处理过程；而RFC4867主要是针对AMR算法的IP化处理过程。由于RFC协议格式的标准面向的是IP语音格式方面，其接口定义与ABIS口有一些相差。RFC3551的接口定义中，FR、EFR、HR的格式都没有相关的控制位定义。这些与原来ABIS口的TRAU帧定义有一些差异。这些导致原来TRAU坏帧不能在RTP中传输。

RTP传输过程中，使用IP/UDP进行相关传输，其中BTS与TRAU将使用相关的IP地址和UDP端口地址进行相关的映射关系。由于BTS可能接入公网，中间需要经过网络地址转换(Network Address Translator，NAT)路由过程，BSC给BTS安排的UDP端口和IP，在数据IP传输过程中可能被NAT改变。所以TRAU只能通过BTS传上来的IP数据包中进行获知，TRAU不能从BSC中获得BTS的IP地址和UDP端口号。

如图1所示，BTS通过NAT与TRAU接入。在进行IP/UDP传输过程中，BTS通过IP地址IP1和端口号UDP1与TRAU建立呼叫，TRAU的IP地址是IP2和端口号是UDP2。NAT路由功能有可能直接将BTS的端口号和IP地址更改传递给TRAU。当NAT对BTS的端口号和IP进行更改时，将BTS的数据以IP地址IP3和端口号UDP3发送给TRAU。此时TRAU无法知道BTS的IP地址和UDP端口号，因为BSC只能知道原来的IP1和UDP1的信息，无法知道NAT更改后的IP3和UDP3的信息。这时候，TRAU发送BTS的数据只能等待上行BTS将数据包发送过来之后，才能够知道BTS经过NAT之后的IP地址和端口号。

在开始的呼叫建立或者切换过程中，BTS将会译码出一些坏帧传输给TRAU。原来在时分复用(Time Division Multiplex，TDM)格式ABIS口的TRAU帧的实现方式中，都能够传输给TRAU。TRAU接收BTS的TRAU帧之后，下行(即，数据流从TRAU到BTS的这样的方向)也能够进行相关的编码。但是现有的ABIS口IP化之后，采用RTP格式的实现方式时，这些坏帧将不能进行传输。这样BTS只能在接收到正确译码的数据帧才能将BTS的帧传递给TRAU，此时TRAU才知道BTS的IP地址和端口号。在BTS从建链到接收到正确的译码数据之间将存在100ms左右的时间延迟，这样将大大延迟呼叫建立的过程，影响用户的感受度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种IP ABIS中的快速呼叫建立的方法，能够在ABIS口IP化之后，BTS在接收到非有效的数据帧时，使TRAU知道BTS的IP地址和端口号，通过RTP实现的语音信道与原TRAU帧格式效果相同。

本发明的另一目的在于，提供一种IP ABIS中的快速呼叫建立的系统，能够在ABIS口IP化之后，BTS在接收到非有效的数据帧时，使TRAU知道BTS的IP地址和端口号，通过RTP实现的语音信道与原TRAU帧格式效果相同。

本发明的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，包括下列步骤：

在基站BTS处于激活状态后接收到终端译码无效的初始状态时，BTS以IP/UDP方式发送通知帧方式将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法；

TRAU收到BTS的上行IP包后，将IP包中IP地址、端口号解析出来，更新原来存储的BTS的IP地址、端口号，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，通过更新后的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

其中，所述BTS以IP/UDP方式发送通知帧方式将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法为：在BTS中保存各种有效的语音算法的静音帧SID，所述BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。

其中，所述BTS以IP/UDP方式发送通知帧方式将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法为：采用通知帧的方式，通过定义RTP的头部PT字段为通知帧类型，数据内容部分表示当前语音算法类型，与TRAU进行交互。

另外，所述BTS的初始状态是BTS在Idle状态和Speech状态基础上增加的，其中，Idle状态为信道未激活状态；初始状态为激活状态后接收到终端译码无效的状态；Speech状态为信道激活收到有效的状态。

另外，可以通过基站控制器BSC下发信道激活命令，将所述BTS从开始的Idle状态转变成初始状态，并将BTS在初始状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

进一步地，所述各种有效的语音算法，包括全速率算法FR、增强型全速率算法EFR、半速率算法HR和自适应多速率语音算法AMR。

本发明的IPABIS中的快速呼叫建立的系统，包括基站BTS、码型变换器TRAU，其中，所述BTS，在其处于激活状态后接收到终端译码无效的初始状态时，以IP/UDP方式发送通知帧方式将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法；所述TRAU，用于在收到BTS的上行IP包后，将IP包中IP地址、端口号解析出来，更新原来存储的BTS的IP地址、端口号，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；并在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，通过更新后的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

其中，所述BTS，其保存有各种有效的语音算法的静音帧SID，所述BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。

其中，所述BTS，采用通知帧的方式，通过定义RTP的头部PT字段为通知帧类型，数据内容部分表示当前语音算法类型，与TRAU进行交互。

另外，所述BTS的初始状态是BTS在Idle状态和Speech状态基础上增加的，其中，Idle状态为信道未激活状态；初始状态为激活状态后接收到终端译码无效的状态；Speech状态为信道激活收到有效的状态；系统中的基站控制器BSC下发信道激活命令，将BTS从开始的Idle状态转变成初始状态，并将BTS在初始状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

本发明的有益效果是：依照本发明的IP ABIS中的快速呼叫建立的方法及装置，能够使得ABIS口IP化之后，BTS在接收到非有效的数据帧时，也能使TRAU知道BTS的IP地址和端口号，通过RTP实现的语音信道建立与原来TRAU帧格式具有相同效果，在BTS从建链到接收到正确的译码数据之间快速建立呼叫，不会使用户的感受到时延影响。

附图说明

图1为现有技术中BTS通过NAT与TRAU接入的示意图；

图2为本发明的BTS的工作模式示意图；

图3为本发明实施例的IP ABIS快速建立过程流程图。

具体实施方式

以下，参考附图2～3详细描述本发明的IP ABIS中的快速呼叫建立的方法及系统。

图2是BTS的工作状态模式示意图。开始BTS处于空闲(Idle)状态，此时在BTS上没有任何业务。当BTS收到BSC的信道激活命令之后，从Idle态转化为初始(Init)状态。这个过程BTS将会从终端(空口)中收到很多坏帧。当BTS从终端收到好的数据帧时，BTS从Init状态转化到语音(Speech)状态，进入正常的业务处理过程。如果业务结束之后，BTS收到信道的去激活命令，则回到Idle状态。即，BTS信道状态由原来的Idle状态和Speech状态，增加一个Init状态。其中，Idle状态为信道未激活状态；Init状态为激活状态后空口译码无效的状态；Speech状态为信道激活收到有效的状态。

如图3所示，为本发明实施例的IP Abis快速建立过程流程图，该过程包括下列步骤：

步骤201：BSC通过下发信道激活命令，将BTS从开始的Idle状态转变成Init状态，并将BTS在Init状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

其中，在步骤201中，BSC将BTS的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS，此时，BTS将收到很多坏帧，但是在IP条件下，不能将坏帧传输给TRAU。

步骤202：BTS判断是否从终端收到有效的数据帧，如果是，则将初始状态转变为Speech状态，并进入步骤204；否则，进入步骤203。

步骤203：BTS在Init状态未从终端收到有效的数据帧时，通过以IP/UDP方式发送通知帧方式将初始时的IP地址、端口号携带给TRAU并指示相应的语音算法，TRAU收到BTS的IP包后，将IP包中IP地址、端口号解析出来，对上一次的BTS的IP地址、端口号进行更新，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，发送IP包给相应的BTS。

其中，在步骤203中，包括下列步骤：在BTS中保存各种有效的语音算法(例如FR、EFR、HR等)的静音帧(Silence descriptor frame，SID)，BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。

另外，在步骤203中，可以采用通知帧的方式与TRAU进行交互。例如，定义RTP的头部，PT字段为通知帧；在数据内容中定义一个字节，表示当前语音算法类型，其格式可以采用表1中的方式：

表1

RTP头部，PT＝通知帧类型

Data(一个BYTE)

BTS将这种通知帧类型的IP包发送出去，TRAU收到BTS的IP包时，判断PT字段为通知帧类型后，不进行解码，而是对后面的数据字段进行解析，根据该数据字段获得当前的语音算法类型，将原BTS的IP地址和UDP端口号进行更新；在下行编码时，使用通知帧指示的语音算法进行，然后将得到数据通过IP报文发送给BTS。

其中，SID帧的实现方式与一般的通知帧的实现方式区别在于：SID帧需要BTS保存一个数据帧，在将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU后，TRAU可以直接进行解码；而利用一般的通知帧实现时不需要缓存数据帧，TRAU收到BTS发来的IP包后需要判别IP包是否为通知帧类型，如果为通知帧类型则不进行解码，而是对后面的数据字段进行解析。

步骤204：在BTS收到下行TRAU的数据时，将数据编码调制后，发送给终端，BTS进入正常的业务状态，并对来自终端的相关数据进行处理，通过相应的IP地址和端口号发送给TRAU；当TRAU帧收到IP包时，上行过程进行解码工作，将数据送至ABIS口；下行进行编码过程，将数据打包送给BTS，BTS收到TRAU的数据，将数据解析，进行编码调制发送给终端；

步骤205：BTS在业务结束时，收到信道的去激活命令，回到Idle状态。在这个状态过程中，BSC同样对TRAU进行链路拆除过程。

本发明的IP ABIS中的快速呼叫建立的系统，包括：基站控制器BSC、BTS、TRAU。TRAU，主要是码型转换和速率适配单元，主要用于语音编解码，一般BSC也会对TRAU的一些初始信息进行控制。

其中，BSC，主要用于无线资源的控制，通过下发信道激活命令，将BTS从开始的Idle状态转变成Init状态，并将BTS在Init状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的TRAU；

BTS，在收到有效的数据帧时，将Init状态转变为Speech状态，在未收到有效的数据帧时，通过IP包中RTP负载方式将初始时的IP地址、端口号携带给TRAU并指示相应的语音算法。

具体地，可以在BTS中保存各种有效的语音算法(例如FR、EFR、HR等)的静音帧SID，在未收到有效的数据帧时，BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。或者，BTS采用通知帧的方式与TRAU进行交互，例如，定义RTP的头部，PT字段为通知帧；在数据内容中定义一个字节，表示当前语音算法类型。

TRAU，收到BTS的IP包后，将IP包中IP地址、端口号解析出来，对原BTS的IP地址、端口号进行更新，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，发送IP包给相应的BTS。

综上所述，依照本发明的IP ABIS中的快速呼叫建立的方法及系统，通过定义通知帧的方式，能够使得ABIS口IP化之后，BTS在接收到非有效的数据帧时，也能使TRAU知道BTS的IP地址和端口号，通过RTP实现的语音信道建立与原来TRAU帧格式具有相同效果，在BTS从建链到接收到正确的译码数据之间快速建立呼叫，不会使用户的感受到时延影响。

以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，包括下列步骤：

在基站BTS处于激活状态后接收到终端译码无效的初始状态时，BTS以IP/UDP方式发送通知帧将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法；

2.如权利要求1所述的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，所述BTS以IP/UDP方式发送通知帧将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法为：在BTS中保存各种有效的语音算法的静音帧SID，所述BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。

3.如权利要求1所述的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，

所述BTS以IP/UDP方式发送通知帧将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法为：采用通知帧的方式，通过定义RTP的头部PT字段为通知帧类型，数据内容部分表示当前语音算法类型，与TRAU进行交互。

4.如权利要求2或3所述的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，所述BTS的初始状态是BTS在Idle状态和Speech状态基础上增加的，其中，Idle状态为信道未激活状态；初始状态为激活状态后接收到终端译码无效的状态；Speech状态为信道激活收到有效的状态。

5.如权利要求4所述的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，通过基站控制器BSC下发信道激活命令，将所述BTS从开始的Idle状态转变成初始状态，并将BTS在初始状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

6.如权利要求2所述的IPABIS中的快速呼叫建立的方法，其特征在于，所述各种有效的语音算法，包括全速率算法FR、增强型全速率算法EFR、半速率算法HR和自适应多速率语音算法AMR。

7.一种IPABIS中的快速呼叫建立的系统，其特征在于，包括基站BTS、码型变换器TRAU，其中，

所述BTS，在其处于激活状态后接收到终端译码无效的初始状态时，以IP/UDP方式发送通知帧将初始时的IP地址、端口号携带给码型变换器TRAU并指示相应的语音算法；

所述TRAU，用于在收到BTS的上行IP包后，将IP包中IP地址、端口号解析出来，更新原来存储的BTS的IP地址、端口号，并根据相应的语音算法对IP包中的数据进行解码；并在下行编码时，将A口接收的数据采用相应的语音算法进行处理，通过更新后的IP地址和端口号发送给相应的BTS。

8.如权利要求7所述的IPABIS中的快速呼叫建立的系统，其特征在于，

所述BTS，其保存有各种有效的语音算法的静音帧SID，所述BTS携带本地的初始时的IP地址和端口号，将相应的语音算法的SID帧发送给TRAU。

9.如权利要求7所述的IPABIS中的快速呼叫建立的系统，其特征在于，

所述BTS，采用通知帧的方式，通过定义RTP的头部PT字段为通知帧类型，数据内容部分表示当前语音算法类型，与TRAU进行交互。

10.如权利要求8或9所述的IPABIS中的快速呼叫建立的系统，其特征在于，

所述BTS的初始状态是BTS在Idle状态和Speech状态基础上增加的，其中，Idle状态为信道未激活状态；初始状态为激活状态后接收到终端译码无效的状态；Speech状态为信道激活收到有效的状态；

系统中的基站控制器BSC下发信道激活命令，将BTS从开始的Idle状态转变成初始状态，并将BTS在初始状态的IP地址、端口号以及目的IP地址和端口号发送给相应的BTS。