CN101615975B - 扩展网络通讯能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出扩展网络通讯能力的方法，在信息发送端：将来自终端的信息数字化为终端数据；将所述终端数据按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法进行编码的数据量；将所述多终端编码数据转换为多终端模拟信号；将所述多终端模拟信号送到数字通讯网络中；在信息接收端：将从数字通讯网络中接收到的所述多终端模拟信号数字化为多终端编码数；将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端数据。实现将单通讯通道扩展为多个微通讯通道。

Description

扩展网络通讯能力的方法

技术领域

本发明涉及扩展网络通讯能力的方法，特别是在现有通讯网络的终端采用更高编解码效率的算法以扩展通讯能力的方法。

背景技术

现代通讯系统经过多年的发展，其中两种技术成为最普及的技术：一种是基于电路交换的通讯系统，另一种是基于数据报文的通讯系统。基于电路交换的通讯系统为人们提供了一种可靠的通讯网络，用户数量受到限制，如电话交换网络，每个人的每次通讯时间占用一条独占的通讯通道，确保通讯质量、通讯的私密性、可靠性，但由于这种技术一旦建成后其通讯能力已经确定，通讯的扩展能力有限，即使出现新的技术也由于已经投入的设备投资太大而不能轻易更换。基于数据报文的通讯系统为人们提供一种共享的数据通道，用户数量不受限制，如互联网络，但通讯质量没有保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在现有的电路交换通讯系统中使用最新发展的新技术以较低的成本投入实现扩展通讯能力的方法、设备和系统。本发明采用在用户终端增加编码变换功能，使用最新的编解码技术将单条线路扩展为多个通讯通道，而对于现有通讯网络的硬件、编解码方法、交换软件、通讯信令等不做任何改动。

术语说明：本文中所指的时分交换网络是交换网络采用分时工作方式，在一条通讯线路中分配多个时隙，每个终端信息占用其中一个时隙。

术语说明：本文中所指的频分交换网络是交换网络采用分频工作方式，在一条通讯线路中分成多个通讯频率，每个终端信息占用其中一个频率。

术语说明：本文中所指的空分交换网络是交换网络采用实际物理线路切换工作方式，每个终端占用其中一个实际物理线路。

术语说明：本文中所指的码分交换网络是交换网络采用正交码区分不同通讯通道的工作方式，在一条通讯线路中每个终端信息采用不同的编码，编码之间相互干扰较小。

为解决上述问题，提出的技术解决方案是：

扩展通讯能力的第一种方案：

1、一种扩展通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法进行编码的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据作为数字通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第四步：将从通讯通道上接收到的所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第五步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端的信息。

2、一种扩展通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息按照第一解码方法解码后再按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法编码的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据作为时分通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第四步：将从通讯通道上接收到的所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第五步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码后按照第一编码方法进行编码为终端的信息。

扩展通讯能力的第二种方案：

3、一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编解码方法进行传输，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第四步：将所述混合数据编码作为数字通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第五步：将从通讯通道上接收到的所述混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据；

第六步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第七步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端的信息。

4、一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编解码方法进行传输，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息按照第一解码方法解码后再按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第四步：将所述混合数据编码作为数字通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第五步：将从通讯通道上接收到的所述混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据；

第六步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第七步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码后按照第一编码方法进行编码为终端的信息。

扩展通讯能力的第三种方案：

5、一种扩展通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码，终端通过模拟信号连接数字通讯网络，

其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息数字化为终端数据；

第二步：将所述终端数据按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第三步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法进行编码的数据量；

第四步：将所述多终端编码数据转换为多终端模拟信号；

第五步：将所述多终端模拟信号送到数字通讯网络中；

在信息接收端：

第六步：将从数字通讯网络中接收到的所述多终端模拟信号数字化为多终端编码数；

第七步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第八步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端数据。

第九步：将所述终端数据转换为模拟信号作为终端的信息。

扩展通讯能力的第四种方案：

6、一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码，终端通过模拟信号连接数字通讯网络，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息数字化为终端数据；

第二步：将所述终端数据按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第三步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第四步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第五步：将所述混合数据编码转换为多终端模拟信号；

第六步：将所述多终端模拟信号送到数字通讯网络中；

在信息接收端：

第七步：将从数字通讯网络中接收到的所述多终端模拟信号数字化为混合数据编码；

第八步：将所述混合数据编码按照所述第一解码方法解码为多终端编码数据；

第九步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第十步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端数据。

第十一步：将所述终端数据转换为模拟信号作为终端的信息。

上述四种方法解决方案可以进一步按如下方法进行优化：

7、为了能够基于现有网络的信令建立通讯通道，上述方案的第一步之前还包含通讯通道的状态检测步骤，当通讯通道的状态指示为未建立连接，则进一步包含发送信令建立通讯通道的步骤。对于现有电话交换网络，发送信令是接收端的地址信息。

8、当所述数字通讯网络为数字时分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个时隙；当所述数字通讯网络为数字频分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个通讯频率点；当所述数字通讯网络为数字空分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一条通讯线路；当所述数字通讯网络为数字码分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一串编码序列。

9、所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2倍。最优的是所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2ⁿ倍，其中n为正整数。

10、所述将来自至少两个终端的所述第二编码数据合并为多终端编码数据的过程是将所述第二编码数据按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并。

11、进一步是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是固定的。

12、可选的是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是动态分配的。此时进一步包含信息发送端与信息接收端之间传递实现动态分配的信令信息。

13、所述信令信息包含每个终端的状态信息和/或动态分配的每个终端对应的位置信息。

下面进一步说明上述解决方法的工作原理：

一、时分数字通讯网络

现有时分数字通讯网络中采用的编码标准是基于G.711的编码方法和解码方法。

以数字通讯网络中两个信息接入端为例，分别称为第一接入端和第二接入端，第一接入端包含4个话机：话机1、话机2、话机3、话机4；第二接入端包含4个话机：话机A、话机B、话机C、话机D。

方式一：静态分配微通道

采用已有时分复用技术，将每个电话通道的语音信息采用新的编码标准，如用G.729替换G.711，可以使原来的语音通道的带宽缩小4倍，则原来的一条电话通道分配的语音时隙就可以传送4条语音通道。为了与现有时隙电话交换网络兼容，电话交换网络与终端之间仍然采用现有网络的信令和信号方式。

首先将电话机的语音信号采样、编码然后分配微通道(微时隙)，每个电话微通道分配固定微时隙：一种方法是语音接收为固定微时隙、语音发送在发端进行交换，该方法的工作原理是每个电话机接收的语音来自确定的微时隙，如电话机1接收微时隙1、电话机2接收微时隙2、电话机3接收微时隙3、电话机4接收微时隙4，而发送语音则需要根据目的电话机来调整发送的语音信息放在哪个微时隙，参见表1、表2。另一种方法是语音发送为固定时隙、语音接收为在第二接入端进行交换。该方法的工作原理是每个电话机发送的语音来自确定的微时隙，如电话机1发送微时隙1、电话机2发送微时隙2、电话机3发送微时隙3、电话机4发送微时隙4，而接收语音则需要根据第一接入端电话机来调整发送的语音信息放在哪个微时隙，参见表3、表4。

1	2	3	4
				B	A	D	C

表一

1	2	3	4
				C	D	A	B

表2

3	4	1	2
				A	B	C	D

表3

2	1	4	3
				A	B	C	D

表4

该技术的好处，是使用一个原有电话线可以提供双端多条电话通道，不需要定义微通道通讯的信令。如果采用压缩编码技术，将随着压缩率的提高而有更大的电话通道。该种方式的问题是用户数量与微时隙数量相等，不能进行共享服用。而且发送端只能与固定的预先分配的对应接收端通讯。

方式二：动态分配微通道

采用临时分配时隙可以实现在已有带宽条件下提高用户数量，需要考虑配比。

当第一接入端和第二接入端没有话机占线时，第一接入端任何一个话机与第二接入端任何一个话机的通话过程是，以话机1与话机B通讯为例：

话机1拿起话机，拨通加长号码(第二接入端原交换网络号码+第二接入端分机号码)，第一接入端以原交换信令与原交换网络通讯，将第二接入端原交换网络号码发送到原交换网络，如果第二接入端处于忙状态，则本次通话不能实现。如第二接入端处于空闲状态，原交换网络将连通第一接入端与第二接入端，然后第一接入端将第二接入端分机号码发送到第二接入端，第二接入端检查分机号码如果是线路忙，可以采用终止本次呼叫或转移至其他分机的不同策略。如果第二接入端检查分机号码空闲，则接通话机B，分配一个微时隙实现话机1与话机B的通讯。

当第一接入端已经有一话机与第二接入端任何一个话机已经建立通话，则第一接入端任何另一个话机与第二接入端任何另一个话机的通话过程是，以话机2与话机C通讯为例：

话机2拿起话机，拨通加长号码(第二接入端原交换网络号码+第二接入端分机号码)，第一接入端将第二接入端分机号码发送到第二接入端，第二接入端检查分机号码如果忙线，可以采用终止本次呼叫或转移至其他分机的不同策略。如果第二接入端检查分机号码空闲，则接通C话机，分配一个微时隙实现话机2与话机C的通讯。

上述方案的实际效果是：

1、如果第一接入端与第二接入端之间已经没有建立通话通路，则可以随时建立一个通路实现第一接入端与第二接入端之间通讯。也可以建立第一接入端或第二接入端与其他外部电话的通话通路或者外部可以拨入第一接入端或第二接入端建立电话通路

2、如果第一接入端与第二接入端之间已经建立了一个通话通路，则可以随时建立另一个通路实现第一接入端与第二接入端之间另一条通讯。但不能建立第一接入端或第二接入端与其他现有技术的外部电话的通话通路，外部也不能拨入第一接入端或第二接入端建立电话通路。

3、如果第一接入端与第二接入端之间建立的微通道数量与第一接入端下的分机、第二接入端下的分机数量相等，则第一接入端与第二接入端利用一条原电话通道可以同时实现多条独立通讯通道。

4、如果第一接入端与第二接入端之间建立的微通道数量小于第一接入端下的分机、第二接入端下的分机数量相等，则第一接入端与第二接入端利用一条原电话通道可以同时实现多条独立通讯通道，但不能实现第一接入端下的所有分机、第二接入端下的所有分机同时独立通话。

5、如果第一接入端下的多个分机需要与第二接入端下的一个分机通讯，则有两种策略，一是给出忙音，一是分配到其他分机。对于第一种策略用于个人通讯，对于第二种策略则适合呼叫中心式的通讯。

对于动态分配微通道的方式，需要定义发送端与接收端的微通道交换的信令和协议，以确定微通道的分配。

当数字通讯网络的按照本发明的扩展通讯能力的接入端至少3个且每个接入端有至少两条现有技术网络的通讯通道，则可以实现微通道接入的直接连接和/或迂回连接和/或环路连接。以数字通讯网络中三个信息接入端为例进行说明，分别称为第一接入端、第二接入端、第三接入端。当每个接入端有两条外线通路，如果第一接入端、第三接入端间建立一条微通道连接，第三接入端、第二接入端间建立一条微通道连接，第一接入端、第二接入端建立一条微通道连接。则有如下奇迹：

1、第一接入端、第三接入端、第二接入端之间可以增加微通道连接，一旦某两个接入端之间的连接发生紧张，还可以通过第三接入端传递接入。形成了一个虚拟环形网络。实现中需要在每个端上记录所有端的路由信息。这实际上实现了线性连接向环形连接的转化，从而提高利用率和接通率。

2、假设第二编码与第一编码效率比达到4∶1，则第一接入端、第三接入端、第二接入端之间利用6个外线可以建立24条通讯线路，且任何一接入端的8条通讯线可以直接连接另一接入端的8条通讯线，还可以借助第三接入端迂回连接。

3、每一接入端增加用户数，按一定复用率进行配置，如复用系数为2，则任何一接入端虽然只有两条外线，但可以实现本接入端的8个用户通过部分迂回实现与另一个接入端下的8个用户通话。

进一步推理，假定原有交换网络为64x64，同时通话最大连接数为64条，如果分成8个接入端，每个接入端对外有7条外线和1条内环线，则可以建立8个接入端之间的任意连接，且可以通过多步迂回提高每个用户的可用性，假定第二编码与第一编码效率比仍为4，则每个接入端可以提供32条连接通路，8个接入端共可提供8x32＝256条连接通路，实现256个用户的最大通讯量。任意一条连接通路的损坏都不会影响其他通路的连接。显然通过这种方式，可以在没有改变原始交换网络的情况下，提高交换网络的通讯能力达到4倍。

二、频分数字通讯网络

与时分数字通讯网络的上述说明相似，只是每个通讯频道的频率带宽划分为多个子频率带宽，每个子频率带宽分配给一个终端。

三、空分数字通讯网络

与时分数字通讯网络的上述说明相似，只是每个通讯频道的通讯线路划分为多个子通讯通道，每个子通讯通道分配给一个终端。

三、码分数字通讯网络

与时分数字通讯网络的上述说明相似，只是每个通讯频道的一串编码序列划分为多个子串编码序列，每个子串编码序列分配给一个终端。

采用上述解决方案可以进一步设计出用于新型终端连接在现有通讯网络中来提高现有通讯网络的通讯能力，具体实现方案如下：

第一方案：

1、一种扩展通讯能力的设备，其特征在于：

运行在数字通讯网络中，所述数字通讯网络中的每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输；

包含第一通讯接口、第二通讯接口和信息处理部件，所述第一通讯接口、第二通讯接口分别和信息处理部件连接；

所述第一通讯接口连接至少两个通讯终端连接；所述第二通讯接口与通讯网络的一个通讯通道连接；

所述信息处理部件包含信息发送处理模块和信息接收处理模块；

发送信息时，所述信息发送处理模块将来自第一通讯接口的所有通讯终端的数据按照第二编码方法进行编码后合并为多终端编码数据送到第二通讯接口；

接收信息时，所述信息接收处理模块将来自第二通讯接口的多终端编码数据分离为单个终端的数据后按照与第二编码方法相对应的第二解码方法解码为数据分别送到与第一通讯接口相连接的通讯终端；

所述第二编码方法满足所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法编码的数据量。

2、进一步是上述设备包含状态检测部件用于检测第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态并把状态信息传递给所述信息处理部件。

3、进一步是上述信息处理部件包含信令部件用于根据第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态来调整信息发送处理模块的合并为多终端编码数据的方法以及信息接收处理模块的多终端编码数据分离方法。

4、当所述终端为数字信号终端且数据接口是按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码时，上述信息处理部件还包含将来自终端的信息按照第一解码方法解码的功能模块；上述信息处理部件还包含将按照第二解码方法解码的信息按照第一编码方法进行编码的功能模块。

第二方案：

5、一种扩展通讯能力的设备，其特征在于：

运行在数字通讯网络中，所述数字通讯网络中的每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输；

包含第一通讯接口、第二通讯接口和信息处理部件，所述第一通讯接口、第二通讯接口分别和信息处理部件连接；

所述第一通讯接口连接至少两个通讯终端连接；所述第二通讯接口与通讯网络的一个通讯通道连接；

所述信息处理部件包含信息发送处理模块和信息接收处理模块；

发送信息时，所述信息发送处理模块将来自第一通讯接口的所有通讯终端的数据按照第二编码方法进行编码，然后合并为多终端编码数据并将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码送到第二通讯接口；

接收信息时，所述信息接收处理模块将来自第二通讯接口的混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据并将多终端编码数据分离为单个终端的数据，然后按照与第二编码方法相对应的第二解码方法解码为数据分别送到与第一通讯接口相连接的通讯终端；

所述第二编码方法满足所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量。

6、进一步是上述设备包含状态检测部件用于检测第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态并把状态信息传递给所述信息处理部件。

7、进一步是上述信息处理部件包含信令部件用于根据第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态来调整信息发送处理模块的合并为多终端编码数据的方法以及信息接收处理模块的多终端编码数据分离方法。

8、当所述终端为数字信号终端且数据接口是按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码时，上述信息处理部件还包含将来自终端的信息按照第一解码方法解码的功能模块；上述信息处理部件还包含将按照第二解码方法解码的信息按照第一编码方法进行编码的功能模块。

第三方案：

9、一种扩展通讯能力的设备，其特征在于：

运行在数字通讯网络中，所述数字通讯网络中的每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输；

所述第一通讯接口连接至少两个通讯终端连接；所述第二通讯接口与通讯网络的一个通讯通道连接；

所述信息处理部件包含信息发送处理模块和信息接收处理模块；

发送信息时，所述信息发送处理模块将来自第一通讯接口的所有通讯终端的信号被第一模拟数字转换部件数字化后按照第二编码方法进行编码，然后合并为多终端编码数据经过第二数字模拟转换部件转换为模拟信号送到第二通讯接口；

接收信息时，所述信息接收处理模块将来自第二通讯接口的模拟信号经过第二模拟数字转换部件转换为多终端编码数据，并分离为单个终端的数据，然后按照与第二编码方法相对应的第二解码方法解码为数据经过第一数字模拟转换部件转换为模拟信号后分别送到与第一通讯接口相连接的通讯终端；

所述第二编码方法满足所述多终端编码数据量不超过一个终端按照第一编码方法编码的数据量。

10、进一步是上述设备包含状态检测部件用于检测第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态并把状态信息传递给所述信息处理部件。

11、进一步是上述信息处理部件包含信令部件用于根据第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态来调整信息发送处理模块的合并为多终端编码数据的方法以及信息接收处理模块的多终端编码数据分离方法。

第四方案：

12、一种扩展通讯能力的设备，其特征在于：

运行在数字通讯网络中，所述数字通讯网络中的每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输；

所述第一通讯接口连接至少两个通讯终端连接；所述第二通讯接口与通讯网络的一个通讯通道连接；

所述信息处理部件包含信息发送处理模块和信息接收处理模块；

发送信息时，所述信息发送处理模块将来自第一通讯接口的所有通讯终端的信号被第一模拟数字转换部件数字化后按照第二编码方法进行编码，然后合并为多终端编码数据并将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码，所述混合数据编码经过第二数字模拟转换部件转换为模拟信号送到第二通讯接口；

接收信息时，所述信息接收处理模块将来自第二通讯接口的模拟信号经过第二模拟数字转换部件转换为混合数据编码，将混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据，并分离为单个终端的数据，然后按照与第二编码方法相对应的第二解码方法解码为数据经过第一数字模拟转换部件转换为模拟信号后分别送到与第一通讯接口相连接的通讯终端；

所述第二编码方法满足所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量。

13、进一步是上述设备包含状态检测部件用于检测第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态并把状态信息传递给所述信息处理部件。

14、进一步是上述信息处理部件包含信令部件用于根据第一通讯接口、第二通讯接口的通讯状态来调整信息发送处理模块的合并为多终端编码数据的方法以及信息接收处理模块的多终端编码数据分离方法。

上述四种设备解决方案，还可以进一步优化包含如下发明内容：

15、所述数字通讯网络为数字时分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个时隙；当所述数字通讯网络为数字频分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个通讯频率点；当所述数字通讯网络为数字空分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一条通讯线路；当所述数字通讯网络为数字码分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一串编码序列。

16、所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2倍。最优的是所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2n倍，其中n为正整数。

17、所述信息处理部件将来自第一通讯接口的所有通讯终端的数据按照第二编码方法进行编码，然后合并为多终端编码数据送到第二通讯接口是将所述第二编码数据按数据位交替份合并或者按数据字节交叉合并后送到第二通讯接口。

18、所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是固定的。

19、所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是动态分配的。

进一步可以把两个及以上的通讯线路作为扩展通讯能力的设备与通讯网络连接的通路，此时与所述扩展通讯能力的设备连接的终端有多个，在设备中设置交换模块实现不同终端之间的通讯以及终端可以有两条出口线路进行选择，扩展通讯的可用性。

本发明的有益效果：采用本发明的技术将在用户终端增加编码变换功能，使用最新的编解码技术将单通讯通道扩展为多个微通讯通道，而对于现有通讯网络的硬件、编解码方法、交换软件、通讯信令等不做任何改动。还可以建立迂回通道或循环连接通道增强网络通讯的可用性。

附图说明：

图1是现有技术的通讯系统原理示意图。

图2是本发明实现扩展通讯原理示意图。

图3是本发明在时分交换系统中一个时隙分成8个微时隙示意图。

图4是本发明在时分交换系统中一个时隙分成4个微时隙示意图。

图5是现有技术的程控交换系统中数字终端数据编解码工作示意图。

图6是本发明的程控交换系统中数字终端数据编解码工作示意图。

图7是现有技术的程控交换系统中模拟终端数据编解码工作示意图。

图8是本发明的程控交换系统中模拟终端数据编解码工作示意图。

图9是基于本发明的实现模拟终端扩展通讯能力的第一种适配器原理示意图。

图10是基于本发明的实现数字终端扩展通讯能力的第二种适配器原理示意图。

图11是基于本发明的实现模拟终端扩展通讯能力的第三种适配器原理示意图。

图12是基于本发明的实现数字终端扩展通讯能力的第四种适配器原理示意图。

图13是基于本发明的实现在一条电话线扩展四个终端通讯能力的设备工作原理示意图。

图14是基于本发明的实现在两条电话线扩展八个终端通讯能力的第一种设备工作原理示意图。

图15是基于本发明的实现在两条电话线扩展八个终端通讯能力的第二种设备工作原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图进一步描述本发明的具体实施方案。

图1是现有技术的通讯系统原理示意图。现有通讯交换网络102实现一个终端101与另一个终端103的连接。可以用时分交换网络作进一步说明。基于时隙交换的系统，图5是现有技术的程控交换系统中数字终端数据编解码工作示意图。第一终端501通过第一编码方法504将通讯信息转换为符合程控交换502的编码格式，然后再经过第一解码方法505还原为通讯信息送到第二终端503。由于目前的程控交换系统通过数年的建设已经实现国家内部、国家之间的全面普及，其投入成本十分庞大，但随着人们对于通讯需求的扩大，已经超过了已建通讯网络的通讯能力。由于当时所采用的编解码技术已经成为整个交换网络的必须技术，但其编解码效率并不高，如果更换为更高效率的编解码技术，需要对于全部网络进行更新，基本是不可能实现的。

图2是本发明实现扩展通讯原理示意图。在现有通讯网络102与终端之间增加扩展通讯设备，如图2中的第一扩展通讯设备201、第二扩展通讯设备203。第一扩展通讯设备201连接四个终端211、212、213、214，第二扩展通讯设备203连接四个终端221、222、223、224。第一扩展通讯设备201、第二扩展通讯设备203分别只占用一个通讯通道。第一扩展通讯设备包含信息处理部件，信息处理部件包含信息发送处理模块和信息接收处理模块；比如发送信息时，所述信息发送处理模块将来自四个终端211、212、213、214的数据按照第二编码方法进行编码，然后合并为多终端编码数据并将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码送到现有通讯网络102；接收信息时，所述信息接收处理模块将来自现有通讯网络102的混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据并将多终端编码数据分离为单个终端的数据，然后按照与第二编码方法相对应的第二解码方法解码为数据分别送到四个终端221、222、223、224；由于所述第二编码方法满足所述四终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量，因而可以实现在现有通讯网络102中的一个通讯通道完成四个终端与网络的其他四个终端的通讯。因而扩展了现有通讯网络的通讯能力。

下面以时分交换网络进一步说明另一种实现方案。图6是本发明的程控交换系统中数字终端数据编解码工作示意图。两个终端611、612分别通过第二编码方法601、602将通讯信息转换为高效率编码并通过编码合成607合成为符合程控交换609的编码数据量，然后再经过编码分离608分开为两路编码数据分别经过第二解码方法603、604还原为通讯信息分别送到终端621、622。所述编码合成607是将多路数据按一定的顺序交叉合并形成一个数据串或称为数据帧。所述交叉合并包含按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并。一种方法是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是固定的，此时终端611或612将通过程控交换609后与固定的终端621或622进行通讯。另一种方法是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是动态分配的。此时进一步包含信息发送端与信息接收端之间传递实现动态分配的信令信息。通过信令来确定每个终端所发送信息在数据帧中的位置来动态确定一个终端与其他终端之间的通讯。编码分离608是编码合成的逆过程，根据所述编码合成时的顺序将每个终端的数据分离出来。

图3是本发明在时分交换系统中一个时隙分成8个微时隙示意图。时隙交换网络中把一个通讯时间中划分为多个时间片断，称为时隙，如图3中的8个时隙ch1至ch8，每个时隙如301或302在现有通讯网络实现一个终端与另一个终端的通讯。在本发明方案中，将把现有通讯网络中的一个时隙进一步分成8个微时隙mch1至mch8。当本发明所采用的第二编码方法的编码效率是现有通讯网络中的第一编码方法的8倍以上时，可以用一个微时隙如微时隙303传送一个终端发送的信息。

图4是本发明在时分交换系统中一个时隙分成4个微时隙示意图。时隙交换网络中把一个通讯时间中划分为多个时间片断，称为时隙，如图3中的8个时隙ch1至ch8，每个时隙如301或302在现有通讯网络实现一个终端与另一个终端的通讯。在本发明方案中，将把现有通讯网络中的一个时隙进一步分成4个微时隙mch1至mch4。当本发明所采用的第二编码方法的编码效率是现有通讯网络中的第一编码方法的4倍以上时，可以用一个微时隙如微时隙403传送一个终端发送的信息。

图7是现有技术的程控交换系统中模拟终端数据编解码工作示意图。现有程控交换系统中，大部分终端都是通过模拟信号与程控交换系统连接，在程控交换系统中将模拟信号转换为数字信号并按程控交换系统规定的第一编码方法进行编码和解码。如图7，终端711的通讯信息通过模拟信号连接到程控交换系统的接入端，程控交换系统的接入端包含第一模拟信号数字化模块702和第一编码方法模块703。接入端把模拟信号转换为符合程控交换系统的编码数据量根据预先确定的通讯通道或者分配的时隙插入数据，然后通过程控交换系统707的多级交换将数据送到另一接入端。另一接入端包含第一解码方法模块704和第一数字模拟转换模块705。另一接入端把解码得到的数据转换为模拟信号送到终端721。上面只是按数据的单向传输过程进行说明，实际设计中每个接入端既包含第一模拟信号数字化模块702和第一编码方法模块703又包含第一解码方法模块704和第一数字模拟转换模块705，实现双向通讯的功能。另外在建立通讯通道或者分配时隙时需要先通过信令的交互来确定通讯通道的可用性并建立连接。这是现有通讯系统如程控交换系统实现的已知技术，这里无需进一步说明。

图8是本发明的程控交换系统中模拟终端数据编解码工作示意图。为了不改变现有程控交换系统的局端设备，因此本发明的扩展通讯能力的设备置于程控交换系统与终端之间，使终端的信息经过扩展通讯能力的设备处理后再接入程控交换系统，当所用终端是通过模拟信号与程控交换系统连接时，本发明的扩展通讯能力的设备也通过模拟信号与程控交换系统连接，另一方面，由于本发明采用了高效率的编解码技术，因而可以在原有通讯通道上传递多个终端的数据。如图8，以一个通讯通道上传送两个终端的数据为例进行说明。两个终端811、812的通讯信息分别通过第二模拟信号数字化模块801、831和第二编码方法模块802、832转换为编码数据，然后通过编码合成803将两个终端的编码数据合成为多终端编码数据，再把多终端编码数据经过第二数字模拟转换模块转换为模拟信号连接到程控交换系统的接入端，程控交换系统的接入端包含第一模拟信号数字化模块702和第一编码方法模块703。接入端把模拟信号转换为符合程控交换系统的编码数据量根据预先确定的通讯通道或者分配的时隙插入数据，然后通过程控交换系统707的多级交换将数据送到另一接入端。另一接入端包含第一解码方法模块704和数字模拟转换模块705。另一接入端把解码得到的数据转换为模拟信号送到第二模拟信号数字化模块805转换为多终端编码数据，然后把多终端编码数据经过编码分离模块806分成两个终端的编码数据分别送到第二解码方法模块807、838的到两个终端的通讯数据，最后将两个终端的通讯数据分别经过数字模拟转换模块转换为模拟信号分别传递到终端821、822。上面只是按数据的单向传输过程进行说明，实际设计中很容易实现双向通讯的功能。另外在建立通讯通道或者分配时隙时需要先通过信令的交互来确定通讯通道的可用性并建立连接。本图中的编码合成803功能与图6中的编码合成607功能相同，本图中的编码分离806功能与图6中的编码分离608功能相同。

图9是基于本发明的实现模拟终端扩展通讯能力的第一种设备原理示意图。该设备包含两个终端接口，每个终端接口连接一个终端(如图示的911、912)，每个终端接口的信号都通过第二模拟数字转换模块(如图示的931、934)和第二编码模块(如图示的932、933)生成编码数据送到编码合成模块935得到多终端编码数据，由第一数字模拟转换模块936变成模拟信号通过2/4线转换电路937送到交换系统中，图中的开关电路903是用于当交换系统的通讯通道建立时把来自2/4线转换电路937的信号送到交换系统中。终端接收信息时，来自交换系统通讯通道的信息通过2/4线转换电路937传递到第一模拟数字转换电路946生成多终端编码数据，由编码分离模块945将多终端编码数据分离为两个终端的编码数据后分别经过第二解码模块(如图示的942、943)生成终端数据，然后分别通过第二数字模拟转换模块(如图示的941、944)转换为模拟信号后分别送到终端911、912。为了符合现有程控交换网络的信令要求以建立通信通道，实现中包含信令检测电路901、控制电路902、拨码电路904。当终端需要通讯时发出目的终端的号码，由控制电路902检测到，如果信令检测电路901检测到通信通道没有建立时则控制电路902控制拨码电路904将目的终端的号码通过开关电路903送到交换系统中，由交换系统根据目的终端的号码建立通讯通道；如果信令检测电路901检测到通信通道已经建立，则控制电路902控制控制开关电路903切换使2/4线转换电路937的信号与交换系统连接，终端可以进行信息的通讯。

图11是基于本发明的实现模拟终端扩展通讯能力的第三种设备原理示意图。图11的实现方案与图9的实现方案差异在于，图9的实现方案不能与没有安装扩展通讯能力设备的终端进行通讯，而图11中通过增加多路切换电路1105并增加控制电路1102的功能，用于判断目的终端的号码是否安装扩展通讯能力设备，如果没有，则通过多路切换电路1105将终端信息直接切换到与交换系统连接保持原有通讯功能。当检测到终端通讯结束时关闭多路切换电路1105。判断目的终端的号码是否安装扩展通讯能力设备的方法有两种，一种是在控制电路1102中保存了所有已安装扩展通讯能力设备的终端号码表，如果目的终端的号码没有在这个号码表中则按原有通讯系统的方法进行通讯。另一种方法是终端先发送特殊号码如“*#”表示需要按原有通讯系统的方法进行通讯，控制电路1102检测到后进行切换。

图10是基于本发明的实现数字终端扩展通讯能力的第二种设备原理示意图。该设备包含两个数字终端接口，每个终端接口连接一个数字终端(如图示的1011、1012)，本解决方案是基于现有的数字终端输入输出信号已经是按第一编码方法编码的数据，每个数字终端接口的信号都通过第一解码模块(如图示的1031、1034)和第二编码模块(如图示的1032、1033)生成编码数据送到编码合成模块1035得到多终端编码数据送到交换系统中，图中的开关电路1003是用于当交换系统的通讯通道建立时把多终端编码数据送到交换系统中。终端接收信息时，来自交换系统通讯通道的信息传递到编码分离模块1045将多终端编码数据分离为两个终端的编码数据后分别经过第二解码模块(如图示的1042、1043)生成终端数据，然后分别通过第一编码模块(如图示的1041、1044)转换为终端编码数据后分别送到终端1011、1012。为了符合现有程控交换网络的信令要求以建立通信通道，实现中包含信令检测电路1001、控制电路1002、拨码电路1004。当终端需要通讯时发出目的终端的号码，由控制电路1002检测到，如果信令检测电路1001检测到通信通道没有建立时则控制电路1002控制拨码电路1004将目的终端的号码通过开关电路1003送到交换系统中，由交换系统根据目的终端的号码建立通讯通道；如果信令检测电路1001检测到通信通道已经建立，则控制电路1002控制控制开关电路1003切换使终端数据信号与交换系统连接，终端可以进行信息的通讯。

图12是基于本发明的实现数字终端扩展通讯能力的第四种设备原理示意图。图12的实现方案与图10的实现方案差异在于，图10的实现方案不能与没有安装扩展通讯能力设备的终端进行通讯，而图12中通过增加多路切换电路1205并增加控制电路1202的功能，用于判断目的终端的号码是否安装扩展通讯能力设备，如果没有，则通过多路切换电路1205将终端信息直接切换到与交换系统连接保持原有通讯功能。当检测到终端通讯结束时关闭多路切换电路1205。判断目的终端的号码是否安装扩展通讯能力设备的方法有两种，一种是在控制电路1202中保存了所有已安装扩展通讯能力设备的终端号码表，如果目的终端的号码没有在这个号码表中则按原有通讯系统的方法进行通讯。另一种方法是终端先发送特殊号码如“*#”表示需要按原有通讯系统的方法进行通讯，控制电路1202检测到后进行切换。

图13是基于本发明的实现在一条电话线扩展四个终端通讯能力的设备工作原理示意图。设备包含控制模块1301和编码变换模块1302，编码变换模块1302实现用第二编码方法对于现有终端的数据进行处理，使与设备连接的四个终端1311、1312、1313、1314的数据信息被编码后的数据量只相当于现有技术的一个终端的数据量或是现有终端用第一编码方法编码的数据量。控制模块1301用于控制通讯通道的建立和设备内部功能的协调，必要时控制模块1301还可以实现四个终端之间的内部通讯。

图14是基于本发明的实现在两条通讯通道扩展八个终端通讯能力的第一种设备工作原理示意图。设备包含控制模块1401、交换模块1402和编码变换模块1403、1404，编码变换模块1403、1404实现用第二编码方法对于现有终端的数据进行处理，使通过交换模块1402输出的四路终端的数据信息被编码后合并的数据量只相当于现有技术的一个终端的数据量或是现有终端用第一编码方法编码的数据量。控制模块1401用于控制通讯通道的建立和设备内部功能的协调，控制模块1401控制交换模块1402实现8个终端1411、1412、1413、1414、1421、1422、1423、1424之间实现通讯，同时实现8个终端1411、1412、1413、1414、1421、1422、1423、1424任何之一可以通过两条通讯通道任何之一连接现有通讯系统。将每个通讯通道划分为4个微通讯通道，通过定义信令可以使控制器动态分配微通讯通道。一种信令的实现方式是给8个终端1411、1412、1413、1414、1421、1422、1423、1424确定扩展码，通过现有目的终端地址与扩展码一起确定为通讯通道的分配方式，并将这种分配方式与目的终端处的本发明扩展通讯能力的设备进行信令联络。

图15是基于本发明的实现在两条通讯通道扩展八个终端通讯能力的第二种设备工作原理示意图。设备包含控制模块1501、交换模块1502和编码变换模块1503、1504，编码变换模块1503、1504实现用第二编码方法对于现有终端的数据进行处理，使来自四路终端的数据信息被编码后合并的数据量只相当于现有技术的一个终端的数据量或是现有终端用第一编码方法编码的数据量。控制模块1501用于控制通讯通道的建立和设备内部功能的协调，控制模块1501控制交换模块1502实现8个终端1511、1512、1513、1514、1521、1522、1523、1524之间实现通讯，同时实现8个终端1511、1512、1513、1514、1521、1522、1523、1524任何之一可以通过两条通讯通道任何之一连接现有通讯系统。将每个通讯通道划分为4个微通讯通道，通过定义信令可以使控制器动态分配微通讯通道。一种信令的实现方式是给8个终端1511、1512、1513、1514、1521、1522、1523、1524确定扩展码，通过现有目的终端地址与扩展码一起确定为通讯通道的分配方式，并将这种分配方式与目的终端处的本发明扩展通讯能力的设备进行信令联络。

Claims (11)

1.一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第四步：将所述混合数据编码作为数字通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第五步：将从通讯通道上接收到的所述混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据；

第六步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第七步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端的信息。

2.一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码传输，其特征在于进一步包含如下步骤：

第一步：将来自终端的信息按照第一解码方法解码后再按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第二步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第三步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第四步：将所述混合数据编码作为数字通讯网络中的某个通讯通道上传送的数据；

在信息接收端：

第五步：将从通讯通道上接收到的所述混合数据编码按照第一解码方法解码成为所述多终端编码数据；

第六步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第七步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码后按照第一编码方法进行编码为终端的信息。

3.一种扩展网络通讯能力的方法，在数字通讯网络中，每个通讯通道上的数据按照第一编码方法进行编码和第一解码方法进行解码，终端通过模拟信号连接数字通讯网络，其特征在于进一步包含如下步骤：

在信息发送端：

第一步：将来自终端的信息数字化为终端数据；

第二步：将所述终端数据按照第二编码方法进行编码得到第二编码数据；

第三步：将来自至少两个终端的所述第二编码数据按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并为多终端编码数据，所述多终端编码数据量不超过一个终端信息的数据量；

第四步：将所述多终端编码数据按所述第一编码方法编码成为混合数据编码；

第五步：将所述混合数据编码转换为多终端模拟信号；

第六步：将所述多终端模拟信号送到数字通讯网络中；

在信息接收端：

第七步：将从数字通讯网络中接收到的所述多终端模拟信号数字化为混合数据编码；

第八步：将所述混合数据编码按照所述第一解码方法解码为多终端编码数据；

第九步：将所述多终端编码数据分开为来自不同终端的第二编码数据；

第十步：将所述第二编码数据采用与所述第二编码方法相对应的第二解码方法解码为终端数据；

第十一步：将所述终端数据转换为模拟信号作为终端的信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征是当所述数字通讯网络为数字时分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个时隙；当所述数字通讯网络为数字频分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一个通讯频率点；当所述数字通讯网络为数字空分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一条通讯线路；当所述数字通讯网络为数字码分交换网络时，所述通讯通道为交换网络的一串编码序列。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征是所述第一步之前还包含通讯通道的状态检测步骤，当通讯通道的状态指示为未建立连接，则进一步包含发送信令建立通讯通道的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述发送信令包含接收端的地址信息。

7.根据权利要求1至3、6中任一项所述的方法，其特征是所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2倍。

8.根据权利要求1至3、6中任一项所述的方法，其特征是所述第二编码方法的编码效率超过第一编解码方法的编码效率的2ⁿ倍，其中n为正整数。

9.根据权利要求1至3、6中任一项所述的方法，其特征是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是固定的。

10.根据权利要求1至3、6中任一项所述的方法，其特征是所述按数据位交叉合并或者按数据字节交叉合并中每个终端对应的位置是动态分配的，且在信息发送端与信息接收端之间传递实现动态分配的信令信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征是所述信令信息包含每个终端的状态信息和/或动态分配的每个终端对应的位置信息。

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