CN101741507B

CN101741507B - 语音帧编码方式的调整方法及装置

Info

Publication number: CN101741507B
Application number: CN200810226167A
Authority: CN
Inventors: 梅竞晋; 薛怀杰; 刘明; 张岩强
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: CN101741507A

Abstract

本发明实施例涉及一种语音帧编码方式的调整方法及装置，其中方法包括：获取数据块编码速率；根据所述数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定所述信道所承载的语音帧可用最高编码速率；根据预先设定的候选编码速率集合和所述语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率；根据所述选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式。本发明实施例不用通过获取信道载干比就能进行AMR编码方式的调整，保证用户之间正常的复用，有效地提高了CS域业务之间、CS域与PS域业务之间资源共享的性能，进一步提高了系统容量。

Description

语音帧编码方式的调整方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种语音帧编码方式的调整方法及装置。

背景技术

全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，以下简称：GSM)具有电路交换域(Circuit Switched Domain，以下简称：CS域)和分组交换域(Packet Switched Domain，以下简称：PS域)的两种业务，其中CS域的语音业务在层2(L2)采用Dm信道链路接续协议(Link Access Protocolon the Dm channel，以下简称：LAPDm)，并独占信道，每个时隙(timeslot，以下简称：TSL)最多承载两个语音业务；PS域的数据业务在L2采用无线链路控制(Radio Link Control，以下简称：RLC)/媒体接入控制(Media AccessControl，以下简称：MAC)协议，PS域允许用户复用于多个时隙，及每个时隙复用多个用户。

目前，现有技术中引入了一种使用GSM边缘无线接入网络(GSM EDGERadio Access Network，以下简称：GERAN)承载CS域语音业务(CS overGERAN)的技术，该技术适用于自适应多速率(Adaptive Multi Rate，以下简称：AMR)语音业务。现有技术中AMR编码技术根据无线环境的实际情况，决定语音编码速率(每种编码速率对应一种编码方式)，该语音编码速率是可变的。具体地说，AMR编码技术根据电路域信道的载干比的值进行评估，得出一个平均值，将该平均值和预先定义的门限进行比较，从而获知是否需要改变AMR编码方式。

当采用GERAN承载CS域语音业务的技术时，如果利用上述AMR编码技术来改善语音性能，则RLC/MAC块中承载的为AMR语音帧。由于所承载的语音帧的信道类型发生了改变，由CS信道转换为GERAN承载CS域语音业务的信道(与PS信道类似)，基站或终端将无法获知电路域信道的载干比，也就无法通过信道载干比调整AMR的编码方式。同时，由于引入了CS域业务之间、CS域业务和PS域业务之间的资源共享，如果还按照现有技术仅以信道的无线环境实际情况为参考调整AMR的编码方式，可能会导致信道无法正常复用。

发明内容

本发明实施例提供了一种语音帧编码方式的调整方法及装置，用以解决当采用GERAN承载CS域语音业务的技术时，无法通过信道载干比进行调整AMR编码方式的问题。

本发明实施例提供了一种语音帧编码方式的调整方法，包括：

获取数据块编码速率；

根据所述数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定所述信道所承载的语音帧可用最高编码速率；

根据预先设定的候选编码速率集合和所述语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率；

根据所述选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式。

本发明实施例提供了一种语音帧编码方式的调整装置，包括：

数据块编码速率获取模块，用于获取数据块编码速率；

语音帧最高编码速率获取模块，用于根据所述数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定所述信道所承载的语音帧可用最高编码速率；

语音帧编码速率获取模块，用于根据预先设定的候选编码速率集合和所述语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率；

语音帧调整模块，用于根据所述选用的语音帧的编码速率，调整语音帧编码方式。

本发明实施例根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定信道所承载的语音帧编码速率，当采用GERAN承载CS域语音业务的技术时，不用通过获取信道载干比就能进行AMR编码方式的调整，保证用户之间正常的复用，有效地提高了CS域业务之间、CS域与PS域业务之间资源共享的性能，进一步提高了系统容量。

附图说明

图1为本发明实施例一语音帧编码方式的调整方法的流程图；

图2为本发明实施例二语音帧编码方式的调整方法的流程图；

图3为本发明实施例一语音帧编码方式的调整装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二语音帧编码方式的调整装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例针对于GERAN承载CS域语音业务的技术，该技术适用于全速率(Full rate，以下简称：FR)、半速率(Half Rate，以下简称：HR)、增强全速率(Enhanced Full Rate，以下简称：EFR)和AMR等语音业务。利用该技术，可以提升语音编码速率，提高语音质量，实现CS域和PS域的复用和资源共享，并能够提升频谱效率，提高网络容量，可以将GERAN的相关技术应用于语音业务，实现CS域和PS域的技术共享。基于该技术，RLC/MAC不仅用于承载PS域的业务，还用于承载CS域的业务。由于CS域的业务承载于PS域，因此语音业务可以采用更高的语音编码速率，甚至可以引入正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，以下简称：QAM)中的16QAM和32QAM等高阶调制方式；还可以为语音业务建立类似临时块流(Temporary Block Flow，以下简称：TBF)的虚拟连接，在L2中对语音帧进行RLC编解码，从而实现CS域之间、CS域和PS域之间的复用和资源共享；若对语音帧进行RLC编码，则在空口将采用PS域的信道编解码方式。另外，GERAN承载CS域语音业务的技术涉及影响Um接口，但对A口和Gb口等其它接口没有影响。如果要实现PS域网络承载CS域语音业务，必须要对协议栈作出修改，例如，对CS域Um口协议栈的修改，可以采用RLC/MAC协议代替原有的LAPDm协议，使语音业务承载于PS域网络上。

如图1所示，为本发明实施例一语音帧编码方式的调整方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤101、获取数据块编码速率；

步骤102、根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定信道所承载的语音帧可用最高编码速率；其中信道可以为GERAN承载CS域语音业务的信道；

步骤103、根据预先设定的候选编码速率集合和语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率；

步骤104、根据选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式。

本实施例根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定信道所承载的语音帧编码速率，当采用GERAN承载CS域语音业务的技术时，不用通过获取信道载干比就能进行AMR编码方式的调整，保证用户之间正常的复用，有效地提高了CS域业务之间、CS域与PS域业务之间资源共享的性能，进一步提高了系统容量。

如图2所示，为本发明实施例二语音帧编码方式的调整方法的流程图，当采用GERAN承载CS域语音业务的技术以及AMR编码技术时，本实施例通过如下步骤调整语音帧编码方式。

步骤201、根据信道质量测量结果和/或对端设备的要求，获取数据块编码速率；

其中数据块具体为RLC块，若本实施例处于上行处理过程，则基站控制器(Base Station Controller，以下简称：BSC)通过当前上行网络情况，具体地，可以根据测量报告中的比特误码率，通过查表确定RLC块的调制编码方式(Modulation and Coding Scheme，以下简称：MCS)，其中比特误码率为当前GERAN承载CS域语音业务信道的比特误码率；在级联式自由操作(Tandem Free Operation，以下简称：TFO)情况下，BSC通过当前上行网络情况，具体地，可以根据测量报告中的比特误码率，通过查表确定RLC块的MCS，和/或对端设备提出的关于AMR调整的要求确定RLC的MCS。若本实施例处于下行处理过程，则BSC通过当前下行网络情况，具体地，可以根据测量报告中的比特误码率，通过查表确定RLC块的MCS，一种MCS对应一种RLC块的编码速率；当确定了MCS，也就确定了每个RLC块的容量。

步骤202、根据数据块编码速率以及预先设置的策略，确定语音帧编码速率的范围；

本实施例中，该预先设置的策略为：每个RLC块中至少包括一个AMR语音帧，至多包括四个AMR语音帧；根据该策略以及数据块编码速率，确定AMR语音帧编码速率的范围。如表1所示，本实施例给出在不同的数据块编码速率下，AMR语音帧编码速率的范围。

表1.AMR语音帧编码速率的范围的示意表

根据表1举例说明：若确定了RLC块的调制编码方式为MCS5时，则确定了RLC块的编码速率为22.4kb/s；当每个RLC块中包括一个AMR语音帧时，编码速率为22.4kb/s的RLC块可以承载一个最高编码速率为12.2kb/s的语音帧(12.2*1小于22.4)，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75kb/s-12.2kb/s，即AMR语音帧编码速率可以为4.75/5.15/5.9/6.7/7.4/7.9/10.2/12.2kb/s中任一数值；当每个RLC块中包括两个AMR语音帧时，编码速率为22.4kb/s的RLC块可以承载两个最高编码速率为10.2kb/s的语音帧(10.2*2小于22.4)，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75kb/s-10.2kb/s，即AMR语音帧编码速率可以为4.75/5.15/5.9/6.7/7.4/7.9/10.2kb/s中任一数值；当每个RLC块中包括三个AMR语音帧时，编码速率为22.4kb/s的RLC块可以承载三个最高编码速率为7.4kb/s的语音帧(7.4*3小于22.4)，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75kb/s-7.4kb/s，即AMR语音帧编码速率可以为4.75/5.15/5.9/6.7/7.4kb/s中任一数值；当每个RLC块中包括四个AMR语音帧时，编码速率为22.4kb/s的RLC块可以承载四个最高编码速率为5.15kb/s的语音帧(5.15*4小于22.4)，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75kb/s-5.15kb/s，即AMR语音帧编码速率可以为4.75/5.15kb/s中任一数值。

步骤203、根据信道中进行复用的终端个数，确定信道中一个RLC块中所包含的语音帧的个数；

AMR编码速率调整需要满足的条件是：在保证复用用户使用的前提下，RLC块中包含尽量少的编码速率最高的AMR语音帧，但是，RLC块中所包含的语音帧的个数不小于信道中进行复用的终端个数。因此，本实施例确定一个RLC块中所包含的AMR语音帧的个数与信道中进行复用的终端个数相同。例如，设当前信道上有两个CS用户进行复用，则要求每个RLC块中包含两个AMR语音帧。

步骤204、根据RLC块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，在语音帧编码速率的范围中选择RLC块所能承载的语音帧可用最高编码速率；

如表2所示，本实施例给出了在不同的数据块编码速率和信道中复用的终端个数下，RLC块所能承载的AMR语音帧可用最高编码速率。表1和表2可以结合在一起。

表2.RLC块所能承载的AMR语音帧可用最高编码速率的示意表

参照表1和表2，举例说明：设一个RLC块中包含两个AMR语音帧，且确定了RLC块的调制编码方式为MCS7，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75-12.2kb/s(见表1)，该范围内8个编码速率的最高值为12.2kb/s，因此选择RLC块所能承载的AMR语音帧可用最高编码速率为12.2kb/s。

再举例，设一个RLC块中包含两个AMR语音帧，且确定了RLC块的调制编码方式为MCS3，则AMR语音帧编码速率的范围为4.75-7.4kb/s(见表1)，该范围内5个编码速率的最高值为7.4kb/s，因此选择RLC块所能承载的AMR语音帧可用最高编码速率为7.4kb/s。

步骤205、根据预先设定的候选编码速率集合和AMR语音帧可用最高编码速率，确定选用的AMR语音帧编码速率；

BSC中可以预先设定一个以上编码速率，即BSC中提供了一个候选编码速率集合，其中包含一个以上编码速率。在选择了AMR语音帧可用最高编码速率之后，BSC可以判断AMR语音帧可用最高编码速率是否属于候选编码速率集合，若是，则将该AMR语音帧可用最高编码速率作为选用的AMR语音帧编码速率；否则，在候选编码速率集合中选择一个最接近且不大于AMR语音帧可用最高编码速率的编码速率作为选用的AMR语音帧编码速率。

步骤206、根据数据块编码速率和选用的AMR语音帧编码速率，调整数据块编码方式和语音帧编码方式。

若该调整过程处于上行处理过程，本步骤具体包括：根据通过步骤201-205获得的数据块编码速率和选用的AMR语音帧编码速率，判断数据块编码速率和语音帧编码方式是否需要改变，如果获知编码方式需要改变，进一步的，若数据块编码速率和语音帧编码速率需要上调，则BSC通知移动台(MS)上调数据块编码速率，然后BSC通过基站收发信台(BaseTransceiver Station，以下简称：BTS)向终端发送编码方式改变的通知信息；当终端接收到该通知信息时，改变编码方式，并向BSC返回确认信息；BSC将该确认信息转发给码型变换器。若数据块编码速率和语音帧编码速率需要下调，则BSC通过基站收发信台(Base Transceiver Station，以下简称：BTS)向终端发送编码方式改变的通知信息；当终端接收到该通知信息时，改变编码方式，并向BSC返回确认信息；BSC将该确认信息转发给码型变换器。BSC通知MS下调数据块编码速率。

若该调整过程处于下行处理过程，本步骤具体包括：根据通过步骤201-205获得的数据块编码速率和选用的AMR语音帧编码速率，判断数据块编码速率和语音帧编码方式是否需要改变，如果获知编码方式需要改变，则BSC向码型变换器发送编码方式改变的通知信息；当码型变换器接收到该通知信息时，改变编码方式，码型变换器把确认信息发回给基站，基站将该信息转发给终端，或者在TFO情况下，当码型变换器接收到该通知信息时，改变编码方式，并通知对端，对端再反馈确认信息给码型变换器，码型变换器把确认信息发回给基站，基站将该信息转发给终端。

本实施例利用RLC块中承载AMR语音帧的特性，将语音帧的AMR特性应用到GERAN承载CS域语音业务的技术中，获得了用户数和业务质量之间的有效平衡，具体地说，本实施例在获取了RLC块编码速率后，根据RLC块编码速率以及信道中复用的终端个数，确定信道所承载的AMR语音帧的编码速率，与现有技术相比，本实施例不需要获取信道载干比，就能进行AMR编码方式的调整，保证用户之间正常的复用，有效地提高了CS域业务之间、CS域与PS域业务之间资源共享的性能，进一步提高了系统容量。

如图3所示，为本发明实施例一语音帧编码方式的调整装置的结构示意图，本实施例具体包括数据块编码速率获取模块1、语音帧最高编码速率获取模块2、语音帧编码速率获取模块3和语音帧调整模块4，其中数据块编码速率获取模块1获取数据块编码速率，语音帧最高编码速率获取模块2根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定信道所承载的语音帧可用最高编码速率，语音帧编码速率获取模块3根据预先设定的候选编码速率集合和语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率；语音帧调整模块4根据选用的语音帧的编码速率，调整语音帧编码方式。

如图4所示，为本发明实施例二语音帧编码方式的调整装置的结构示意图，本实施例在图3所示的实施例基础上，进一步的包括数据块调整模块5，该数据块调整模块5用于调整数据块编码方式。

上述语音帧最高编码速率获取模块2还可以包括语音帧编码速率范围获取单元21和语音帧最高编码速率获取单元22，其中，语音帧编码速率范围获取单元21根据数据块编码速率以及预先设置的策略，确定语音帧编码速率的范围；语音帧最高编码速率获取单元22根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，在语音帧编码速率的范围中确定数据块所能承载的语音帧可用最高编码速率。

上述语音帧编码速率获取模块3还可以包括判断单元31和语音帧编码速率获取单元32，其中，判断单元31判断语音帧可用最高编码速率是否属于候选编码速率集合；当判断单元31判断出语音帧可用最高编码速率属于候选编码速率集合时，语音帧编码速率获取单元32将语音帧可用最高编码速率作为选用的语音帧编码速率；当判断单元31判断出语音帧可用最高编码速率不属于候选编码速率集合时，语音帧编码速率获取单元32将候选编码速率集合中最接近且不大于语音帧可用最高编码速率的编码速率作为选用的语音帧编码速率。

本实施例还可以包括语音帧个数获取模块6，该语音帧个数获取模块6根据信道中进行复用的终端个数，确定信道中一个数据块中所包含的语音帧的个数，信道中进行复用的终端个数可以与一个数据块中所包含的语音帧的个数相等。

另外，图3中数据块编码速率获取模块1可以根据信道质量测量结果和/或对端设备的要求，获取数据块编码速率。

本发明装置实施例可以适用于上述本发明实施例语音帧编码方式的调整方法的任一流程，具体过程与方法实施例的描述类似，此处不再赘述。

本发明实施例语音帧编码方式的调整装置中，根据数据块编码速率以及信道中复用的终端个数，确定信道所承载的AMR语音帧的编码速率，当采用GERAN承载CS域语音业务的技术时，不用通过获取信道载干比就能进行AMR编码方式的调整，保证用户之间正常的复用，有效地提高了CS域业务之间、CS域与PS域业务之间资源共享的性能，进一步提高了系统容量。

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实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，包括：

获取数据块编码速率；

根据所述选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式；

其中，所述根据数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，确定所述信道所承载的语音帧可用最高编码速率包括：

根据所述数据块编码速率以及预先设置的策略，确定语音帧编码速率的范围，所述预先设置的策略包括：每个数据块中至少包括一个语音帧，至多包括四个语音帧；

根据所述数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，在所述语音帧编码速率的范围中确定数据块所能承载的语音帧可用最高编码速率。

2.根据权利要求1所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，还包括：调整数据块编码方式。

3.根据权利要求1所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，所述根据预先设定的候选编码速率集合和所述语音帧可用最高编码速率，确定选用的语音帧编码速率包括：判断所述语音帧可用最高编码速率是否属于所述候选编码速率集合，若是，则将所述语音帧可用最高编码速率作为选用的语音帧编码速率；否则，将所述候选编码速率集合中最接近且不大于所述语音帧可用最高编码速率的编码速率作为选用的语音帧编码速率。

4.根据权利要求1-3任一所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，在所述确定语音帧可用最高编码速率之前还包括：根据所述信道中进行复用的终端个数，确定所述信道中一个数据块中所包含的语音帧的个数；所述一个数据块中所包含的语音帧的个数与所述信道中进行复用的终端个数相同。

5.根据权利要求1-3任一所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，所述获取数据块编码速率包括：根据信道质量测量结果和/或对端设备的要求，获取数据块编码速率。

6.根据权利要求1-3任一所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，在上行处理过程中，所述根据选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式包括：

当根据所述选用的语音帧编码速率获知语音帧编码方式改变时，向终端发送编码方式改变的通知信息；

接收终端改变编码方式的确认信息，并将所述确认信息转发给码型变换器。

7.根据权利要求1-3任一所述的语音帧编码方式的调整方法，其特征在于，在下行处理过程中，所述根据选用的语音帧编码速率，调整语音帧编码方式包括：

当根据所述选用的语音帧编码速率获知语音帧编码方式改变时，向码型变换器发送编码方式改变的通知信息；

接收码型变换器改变编码方式的确认信息，并将所述确认信息转发给终端。

8.一种语音帧编码方式的调整装置，其特征在于，包括：

数据块编码速率获取模块，用于获取数据块编码速率；

语音帧调整模块，用于根据所述选用的语音帧的编码速率，调整语音帧编码方式；

其中，所述语音帧最高编码速率获取模块包括：

语音帧编码速率范围获取单元，用于根据所述数据块编码速率以及预先设置的策略，确定语音帧编码速率的范围，所述预先设置的策略包括：每个数据块中至少包括一个语音帧，至多包括四个语音帧；

语音帧最高编码速率获取单元，用于根据所述数据块编码速率以及信道中进行复用的终端个数，在所述语音帧编码速率的范围中确定数据块所能承载的语音帧可用最高编码速率。

9.根据权利要求8所述的语音帧编码方式的调整装置，其特征在于还包括：数据块调整模块，用于调整数据块编码方式。

10.根据权利要求8所述的语音帧编码方式的调整装置，其特征在于，所述语音帧编码速率获取模块包括：

判断单元，用于判断所述语音帧可用最高编码速率是否属于所述候选编码速率集合；

11.语音帧编码速率获取单元，用于当所述判断单元判断出所述语音帧可用最高编码速率属于所述候选编码速率集合时，将所述语音帧可用最高编码速率作为选用的语音帧编码速率；当所述判断单元判断出所述语音帧可用最高编码速率不属于所述候选编码速率集合时，将所述候选编码速率集合中最接近且不大于所述语音帧可用最高编码速率的编码速率作为选用的语音帧编码速率。

12.根据权利要求8-10任一所述的语音帧编码方式的调整装置，其特征在于还包括：语音帧个数获取模块，用于根据所述信道中进行复用的终端个数，确定所述信道中一个数据块中所包含的语音帧的个数。