CN103237014B - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法及装置，该方法包括：解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；对所述信令数据进行数据格式和MTP2功能转换，并将转换后的信令数据映射到同步数字系列SDH帧中发送给核心网；以及对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网。能够较好地提高数据传输的灵活性，降低干扰，减少延时。

Description

一种数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其是涉及一种数据传输方法及装置。

背景技术

在公共交换电话网络（PSTN，PublicSwitchedTelephoneNetwork）中，语音的编码方式采用传输速率是64kbit/s脉冲编码调制（PCM，PulseCodeModulation）编码格式。在无线通信系统中，为节约无线信道资源，一般会采用更低速率的语音编码方式，例如采用速率为13kbit/s或者更低的规则脉冲激励线性预测编码（RPE-LTP，RegularPulseExcitiation-LongTermPrediction）或码激励线性预测编码（CELP，CodeExcitedLinearPrediction）等编码方式。因此当固定终端用户和移动终端用户进行通话时，语音数据必须经过码速调整后才能传输。

码型转换和速率适配（TRAU，TranscodingandRateAdaptationUnit）设备具备速率适配功能，是用于完成语音数据编码变换的设备。同时TRAU设备还可以实现非连续发射（DTX，DiscontinuousTransmissions）、无二次编码操作（TFO，Tandermfreeoperation）等功能。如图1所示，在无线通信系统中，TRAU设备连接BSC设备和MSC设备，用于完成对接收的BSC侧发来的语音数据进行码型转换和速率适配后发送给MSC，以及将接收到的MSC侧发来的语音数据进行码型转换和速率适配后发送给基站控制器（BSC，BaseStationController）。

现有技术中，在TRAU设备中，语音编码转换过程中，一般采用串行方式，即前面的语音数据处理完毕之后才进行下一个语音数据的处理。随着移动通信技术的不断发展，实际上现有的基站一般都已经支持多载波输入，甚至支持多模方式，也就是支持多个用户在同一时间进行通话，但是在TRAU设备中，对上行传输链路中（即网关发送给核心网），对数据的处理仍然采用了串行方式，此时如果数据量比较大，对语音数据处理时，灵活性较差，语音数据处理会出现一定的延时，使得不同用户之间的语音数据干扰比较严重。

综上所述，现有技术中，TRAU设备对数据进行处理时，灵活性较差，干扰比较严重。

发明内容

本发明实施例提供了一种数据传输方法及装置，能够较好地提高数据传输的灵活性，降低干扰，减少延时。

一种数据传输方法，包括：解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；对所述信令数据进行数据格式和消息传送部分第二层（MTP2，MessageTransferPartLevel2）功能转换，并将转换后的信令数据映射到同步数字系列（SDH，SynchronousDigitalHierarchy）帧中发送给核心网；以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网。

一种数据传输装置，包括：网关接口模块，用于解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；语音处理模块，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换；以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换；核心网接口模块，用于并将转换后的信令数据映射到SDH帧中发送给核心网；以及将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网。

一种数据传输方法，包括：解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，并将转换后的信令数据映射到用户数据报协议(UDP,UserDatagramProtocol)数据包中发送给接收端；以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端。

一种数据传输装置，包括：核心网接口模块，用于解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；语音处理模块，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换；网关接口模块，用于将转换后的信令数据映射到用户数据报协议UDP数据包中发送给接收端；以及将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端。

采用上述技术方案，在上行链路中，对接收到的由网关发来的数据包进行解析得到信令数据和语音业务数据，分别对信令数据进行数据格式和MTP2功能转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的信令数据和语音业务数据写入到SDH帧的不同时隙中发送给核心网，在下行链路中，对核心网发来的数据包也进行解析，得到信令数据和语音业务数据，并对得到的信令数据和语音业务数据进行转换处理后，写入到UDP数据包中发送给接收端，本发明实施例这里提出技术方案，由于对信令数据和语音业务数据分别进行处理，并且针对并行发来的语音业务数据，可以在设置的语音处理资源阵列中，选取相应的语音处理资源进行处理，使得不同的语音业务数据可以并行处理，因此能够对于不同的载波以及不同的服务质量等级灵活的进行配置，减少了不同用户之间的干扰，减少传输延时。

附图说明

图1为现有技术中，提出的包含TRAU设备的无线通信系统结构组成示意图；

图2为本发明实施例一中，提出的GSM扁平化网络架构示意图；

图3为本发明实施例一中，提出的数据传输方法流程图；

图4为本发明实施例一中，提出的数据传输装置结构组成示意图；

图5为本发明实施例二中，提出的数据传输方法流程图；

图6为本发明实施二中，提出的TRAU帧结构组成示意图；

图7为本发明实施二中，提出的数据传输装置结构组成示意图；

图8为本发明实施三中，提出的TRAU设备结构组成示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的数据传输灵活性较差、不同用户之间会相互干扰，传输存在延时的问题，本发明实施例这里提出的技术方案中，通过分别对信令数据进行转换处理，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对语音业务数据进行转换处理，然后再进行传输，从而实现并行处理语音业务数据，相比现有技术中需要串行对语音业务数据进行处理的方式，能够较好地提高数据传输的灵活性，降低干扰，减少延时。

下面将结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

实施例一

如图2所示，GSM扁平化的无线通信系统中，包含网关设备和核心网设备，以及连接网关设备和核心网设备的数据处理装置（如TRAU）。

其中，需要说明的是，基于图2所示的系统架构，本发明实施例这里提出的技术方案中，为便于阐述，将数据传输方向为网关至核心网侧传输的链路称之为上行链路，将数据传输方向为核心网侧至网关侧传输的链路称之为下行链路。

如图3所示，基于图2所示的系统架构，本发明实施例一这里提出一种数据传输方法，该方法可以基于上行传输链路来实现，如图3所示，其具体处理流程如下述：

步骤31，接收网关发来的数据包。

步骤32，解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据。

其中，在信令数据和语音业务数据中，都有各自对应的电路识别码（CIC，CircuitIdentifyCode）,因此具体实施中，可以根据各自的CIC来得到信令数据和语音业务数据。例如，信令数据的CIC是固定分配好的，因此在对网关发来的数据包进行解析时，可以根据预先分配的CIC得到信令数据。

步骤33，对确定出的信令数据进行数据格式和MTP2功能转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对确定出的语音业务数据进行编码格式和速率转换。

其中，在执行步骤33之前，还包括在接收到网关发来的处理资源请求消息时，为语音业务数据分配语音处理资源，并将分配的语音业务处理资源对应的互联网协议（IP，InternetProtocol）地址发送给网关，指示网关按照所述IP地址发送接收到的语音业务数据，其中，所述处理资源请求消息是网关在接收到的数据包中，确定出信令数据中包含用于请求处理语音业务数据的指派请求消息时发送的。

具体实施中，用于请求处理语音业务数据的指派请求消息可以是AssignmentRequest消息，如图2所示的系统架构，当网关接收到的接入单元(AU,AccessUnit)转发来的数据包时，在信令面，当确定出接收到的信令数据中包含有AssignmentRequest消息时，则网关发送处理资源请求消息。

具体地，可以确定语音业务处理资源的剩余信息，根据剩余信息，按照预设规则确定为语音业务数据分配的语音处理资源；并在分配的语音处理资源中创建包含资源管理信息的终端上下文；以及获得语音处理资源的IP地址，将该IP地址发送给网关。

具体地，语音处理资源可以是TRAU设备中包含的语音处理模块，也可以是TRAU设备中包含的语音处理资源块，或者是单独设置的语音处理模块或者是单独设置的语音处理资源块。较佳地，本发明实施例这里提出的技术方案中，语音处理资源是设置在TRAU设备中，包括至少一块语音处理模块或者至少一块语音处理资源块，每个语音处理模块或者语音处理资源块都配置唯一的IP地址信息。本发明实施例这里提出的技术方案中，会对语音处理资源进行统一管理和分配。为便于管理，语音处理资源可以按照单位进行划分成若干部分，例如如果是语音处理模块，每个语音处理模块就是一个单位，如果是语音处理资源块，则每个语音处理资源块就是一个单位等等，此处不再赘述。

其中，获得语音业务处理资源的剩余信息的具体处理具体如下述：

在接收到处理资源请求消息时，确定语音处理资源的第一总数值和当前已占用的语音处理资源的第二总数值之间的差值，该差值作为语音处理资源的剩余信息。其中第一总数值是初始状态下，语音处理资源的数值信息。例如，第一总数值可以是初始状态下，TRAU设备中包含的语音处理模块的总数量。

在接收到释放处理资源消息时，确定当前已占用的语音处理资源的第二总数值和释放的语音处理资源的第三数值之间的和值，该和值作为语音处理资源的剩余信息。

具体地，在为语音业务数据分配语音处理资源之前，还可以包括：

周期性获得每单位的语音业务处理资源的负荷信息，当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第一阈值时，生成语音业务处理资源告警信息；以及当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第二阈值时，拒绝处理语音业务数据，其中，预设第一阈值小于第二阈值。具体实施中，可以周期性地统计TDAU设备中包含的各语音处理模块的负荷信息，当所有语音处理模块的负荷均已达到总处理能力的第一阈值（如70%）时产生告警信息，达到总处理能力第二阈值（如90%时）拒绝新的语音数据业务接入。

具体实施中，接收的网关处理资源请求中包含由终端上下文UEContextID，UEContextID包含资源管理信息，例如AIFCIC和信道类型（ChannelType），路由信息、计算资源描述等信息。在接收到网关处理资源请求后，根据语音处理资源的使用情况，分配一个语音处理资源，例如，可以根据语音处理模块的使用情况，选择一块语音处理模块，并在选择的语音处理模块中创建UEContext，同时在核心网侧也创建相同的UEContext，并将该语音处理模块的IP地址发送给网关。网关在接收到IP地址后，后续接收到的数据将通过该IP地址发送给分配的语音处理模块进行处理。

步骤34，将转换后的信令数据映射到SDH帧中发送给核心网；以及将转换后的语音业务数据写入到与所述SDH帧对应的时隙中发送给核心网。

其中，终端上下文UEContext中包含电路识别号码（CIC，CircuitIdentifyCode）,按照分配的语音处理资源的IP地址，将接收到的业务数据发送到分配的语音业务处理资源进行编码格式和速率转换，确定终端上下文中包含的电路识别号码，根据电路识别号码，将转换后的语音业务数据写入到与SDH帧对应的时隙中发送给核心网。

具体实施中，对于接收到的信令数据，完成数据格式转换和MTP2功能后映射到SDH帧上，最终汇聚到SDH链路上发送给MSC。

对于接收到的语音业务数据进行处理时，包括全球移动通信系统全速率（GSM-FR，GlobalSystemforMobileCommunicationsFullRate）、全球移动通信系统半速率（GSM-HR，GlobalSystemforMobileCommunicationsHalfRate）、增强型全速率（GSM-EFR，GSM-EnhancedFR）、自适应多速率编码(GSM-AMR,GSM-AdaptiveMulti-Rate)G.711的编码转换以及电路域透明型和非透明型数据业务的速率适配流程。其中，全速率是指传输速率13K，半速率是全速率的一般，级6.5K。业务数据处理过程中，对于GSM-FR、GSM-HR、GSM-EFR、GSM-AMR、G.711等速率格式进行处理时，其处理流程基本相同，仅在语音处理中对应不同的处理算法。本发明实施例这里仅以GSM-FR和G.711的编码转换为例来进行详细阐述。在上行链路中，对于接收到的由GW转发过来的GSM-FR语音数据包，其目的IP就是之前申请的业务处理资源的IP地址，该GSM-FR语音数据包通过数据传输通道直接发送到分配的语音处理资源（例如语音处理模块）进行处理，编码转换完成后，根据UEContextID中的CIC，将CIC和转换的G.711语音数据写入到UDP数据包中，然后在核心网的接口侧，会在UDP数据包中解析得到语音数据，并根据其对应的CIC将解析得到的语音数据放入SDH对应的时隙中发送给核心网。

相应地，本发明实施例还提出一种数据传输装置，应用在上行传输链路中，如图4所示，包括：

网关接口模块401，用于解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据。

其中，网关接口模块401用于实现TRAU设备与网关或者BSC之间的接口功能。

语音处理模块402，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换；以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换。

其中，所述语音处理模块402，用于实现完成语音业务数据编解码功能，语音业务数据的速率适配、下行话音激活检测（VAD，VoiceactivityDetector）、上行产生舒适噪声等功能。

较佳地，还可以增加jitterbuffer功能，能够较好地解决在IP化的GSM通信系统中，数据传输引起的抖动、乱序问题。具体实施中，语音处理模块还可以采取冗余备份功能，即相应增加备份模块。

核心网接口模块403，用于并将转换后的信令数据映射到SDH帧中发送给核心网；以及将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网。

其中，上述装置还包括：

资源调度模块，用于在网关接口模块401接收到网关发来的处理资源请求消息时，为语音业务数据分配语音处理资源；

具体地，上述网关接口模块401，具体用于将资源调度模块分配的语音业务处理资源对应的互联网协议IP地址发送给网关，指示网关按照所述IP地址发送接收到的语音业务数据，其中，所述处理资源请求消息是网关在接收到的数据包中，确定出信令数据中包含用于请求处理语音业务数据的指派请求消息时发送的。

具体地，上述资源调度模块，具体用于确定语音业务处理资源的剩余信息；根据所述剩余信息，按照预设规则确定为语音业务数据分配的语音处理资源；并在分配的语音处理资源中创建包含资源管理信息的终端上下文，以及获得所述语音处理资源的IP地址，将所述IP地址发送给网关接口模块，由网关接口模块发送给网关。

具体地，上述资源调度模块，具体用于在接收到处理资源请求消息时，确定所述剩余信息是语音处理资源的第一总数值和当前已占用的语音处理资源的第二总数值之间的差值，其中所述第一总数值是初始状态下，语音处理资源的数值信息；以及在接收到释放处理资源消息时，确定所述剩余信息是当前已占用的语音处理资源的第二总数值和释放的语音处理资源的第三数值之间的和值。

具体地，上述资源调度模块，还用于周期性获得每单位的语音业务处理资源的负荷信息，当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第一阈值时，生成语音业务处理资源告警信息；以及当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第二阈值时，拒绝处理语音业务数据，其中，所述第一阈值小于第二阈值。

具体地，在终端上下文中包含电路识别号码；

上述网关接口模块401，具体用于按照所述IP地址，发送接收到的业务数据。

上述语音处理模块402，具体用于通过分配的语音业务处理资源进行编码格式和速率转换；确定终端上下文中包含的电路识别号码；

上述核心网接口模块403，具体用于根据所述电路识别号码，将转换后的语音业务数据写入到与所述SDH帧对应的时隙中发送给核心网。

需要说明的是，本发明实施例一这里提出的数据传输装置，可以设置在TRAU设备中，还可以集成设置在GW设备或MSC设备中。当集成设置在GW设备或MSC设备中时，数据传输装置可以和TRAU设备进行通信。

实施例二

基于图2所示的系统架构，本发明实施例二这里提出一种数据传输方法，如图5所示，具体处理流程如下述：

步骤51，接收核心网发来的数据包。

步骤52，解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据。

具体地，对接收到的数据包进行解析得到信令数据和语音业务数据的具体实施方式请参见上述实施一中步骤32的详细阐述，这里不再赘述。

步骤53，对得到的信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对得到的语音业务数据进行编码格式和速率转换。

步骤54，将转换后的信令数据映射到UDP数据包中发送给接收端；以及将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端。

其中，接收端可以是网关设备，也可以是BSC设备。可以将转换后的信令数据和语音数据封装在设定格式的TRAU帧中，TRAU帧基于UDP/IP的数据包传输给接收端，其中，设定格式的TRAU帧中包含指示信息，该指示信息用于指示接收端在确定出接收到的TRAU帧存在时延差时，发送用于调整发送TRAU帧时间的定时提前消息。较佳地，设定格式的TRAU帧可以是20ms帧格式的TRAU帧。

TRAU设备与信道编码器(一般在AU中实现)之间传输的业务信号称之为TRAU帧。本发明实施例这里提出的技术方案中，不需要在TDM网络进行数据传输，可以在IP网络里面进行数据传输，因此对TRAU帧进行了重新定义。TRAU帧包含信令数据和业务数据。其中业务数据类型包括FR、EFR、HR、数据业务、AMR语音。信令数据由32bit组成，其详细说明如下述：

C0～C1：表示版本号；

C2～C6：业务类型指示；

C7～C12：延时调整控制位；

C13～C20：序列号；

C21～C31：根据帧类型的不同，有不同定义。具体为：

当帧类型为FR、EFR、HR业务时，C21～C31所表示的信息如表1所示：

表1

	上行	下行
			C21	BFI	UFE(EFR only)
C22～C23	SID	0
			C24	TAF	0
C25	DTXd	SP
			C26～C31	000000	000000

当帧类型为AMR业务时，C21～C31所表示的信息如表2所示：

表2

位宽	上行	下行
			C21	RIF	RIF
C22	0	UFE
			C23	DTXd	0
C24～C25	帧分类	帧分类
			C26～C28	带内比特	带内比特
C29～C31	000	000

具体地，语音业务数据在IP网络里面进行传输时会产生传输时延，为了最大限度降低传输时延，TRAU帧承载在UDP/IP协议上。其中TRAU帧中，语音数据data根据业务类型不同，形成的数据包的大小也是不同的。具体可参见图6所示的TPRU帧结构组成示意图。

较佳地，基站或AU与TRAU设备之间需要做TRAU帧同步处理，以保证在下行链路中，TRAU发给基站或AU的数据能够按时到达。具体实施中，可以将TRAU帧按照20ms帧格式进行打包，基站或AU的物理层检测接收的语音信号TRAU帧的20ms帧头，若有时延差的话，则可以发送定时提前消息，指示调整发送TRUA帧的初始时间。

如图2所示的系统架构中，TRAU设备和核心网侧通过A接口连接，A接口只能采用传统时分复用（TDM，TimeDivisionMultiple）数据传输链路，此时需要进行TDM格式的数据和以太网数据格式的转换，转换协议可以是内部时分复用（iTDM，InternalTimerDivisionMultiplexing）协议。为降低延时，iTDM的传输周期可以设计为125us，即一个语音数据的采样周期，进一步地，为提高以太网网络的传输效率，可以将多路语音数据的1个采样，打包到一个以太网数据包中。因此iTDM协议封装在以太网帧中，帧周期为125us，每帧承载多路语音信号的一个采样。

较佳地，在上述步骤54之后，还可以包括：

在接收到接收端发来的语音业务处理资源释放消息时，释放为语音业务数据分配的语音处理资源，以及删除在所述语音业务处理资源中创建的终端上下文，其中所述终端上下文是在对接收到的接收端发来的语音业务数据处理时，在分配的语音处理资源中创建的。

其中，在上行链路数据传输过程中，进行资源申请的时候，会根据申请的CIC号把上、下行的处理资源一起申请，由于上、下行链路数据处理是相互对应的，共同的标识是CIC，因此下行链路数据处理过程中不需要再申请处理资源。

对于接收到的下行链路中的数据，根据CIC区分不同的数据类型，并做相应的格式转换。比如对于语音业务数据，数据格式转换完成后，会根据UEContext信息将数据发送到对应的处理资源中，处理资源码转换完后将CIC作为UDP包负荷第一个字段发送给GW，GW收到数据包后，将UDP包净荷中的CIC去掉，发送到AU。

其中，语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；确定接收到的语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；释放与所述电路识别号码对应的语音处理资源，以及删除在所述语音处理资源中创建的终端上下文。

相应地，本发明实施例二这里也提出一种数据传输装置，应用于下行传输链路中，其结构组成如图7所示，包括：

核心网接口模块701，用于解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据。

语音处理模块702，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换。；

网关接口模块703，用于将转换后的信令数据映射到UDP数据包中发送给接收端；以及将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端。

具体地，上述网关接口模块703，具体用于将所述转换后的信令数据和语音数据封装在设定格式的TRAU帧中，所述TRAU帧基于UDP/IP的数据包传输给接收端，其中，设定格式的TRAU帧中包含指示信息，所述指示信息用于指示接收端在确定出接收到的TRAU帧存在时延差时，发送用于调整发送TRAU帧时间的定时提前消息。

较佳地，上述装置还包括：

资源调度模块，在接收到网关接口模块发来的语音业务处理资源释放消息时，释放为语音业务数据分配的语音处理资源，以及删除在所述语音业务处理资源中创建的终端上下文，其中所述终端上下文是在对接收到的网关发来的语音业务数据处理时，在分配的语音处理资源中创建的；

具体地，语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；

上述资源调度模块，具体用于确定接收到的语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；释放与所述电路识别号码对应的语音处理资源，以及删除在所述语音处理资源中创建的终端上下文。

需要说明的是，本发明实施例二这里提出的数据传输装置，可以设置在TRAU设备中，还可以集成设置在GW设备或MSC设备中。当集成设置在GW设备或MSC设备中时，数据传输装置可以和TRAU设备进行通信。

实施例三

进一步地，在上述实施例一及实施例二基础上，本发明实施例三这里以数据传输装置位于TRAU设备为例来进行详细阐述，较佳地，以设置在TRAU设备中的数据传输装置同时具备上行链路的数据传输和下行链路的数据传输为例来进行详细阐述。

在本发明实施例三这里提出的技术方案中，如图8所示，TRAU设备中包含网关接口模块、至少一个语音处理模块以及核心网接口模块和资源调度模块。

其中，网关接口模块主要实现TRAU设备与GW设备或者BSC设备之间的接口功能，资源调度模块用于实现TRAU设备系统资源的调配和管理功能。语音处理模块，是指设置在TRAU设备中的语音处理模块，主要用于完成语音业务数据的编解码功能、数据业务的速率适配、下行链路中VAD、上行链路中产生舒适噪声等功能。较佳地，为了解决IP化传输引起的抖动、数据包乱序等问题，还可以增加jitterbuffer功能。本发明实施例三这里提出的技术方案中，是一种较佳地实现方式，因此，TRAU设备中包含一定数量的语音处理模块，语音处理模块之间可以相互备份，增加系统的冗余性以及数据传输的可靠性。较佳地，每个语音处理模块还可以对本板内的语音处理资源的状态进行监控，并将监控得到的结果上报给资源调度模块。核心网接口模块，主用用于实现IP数据和TDM数据之间的格式转换、MTP2协议、SDH帧信号映射、解映射等功能。

具体地，基于图8所示的TRAU设备，数据处理过程如下述：

在上行链路中，对信令数据处理过程如下述：GW收到了信令消息后发送给TRAU设备，TRAU设备中包含的网关接口模块接收网关发来的数据包，对接收到的数据包解析，得到信令数据，然后将得到的信令数据通过交换网络发送到核心网接口模块，由核心网接口模块完成数据格式转换和MTP2功能后映射在SDH帧上，最终汇聚在SDH链路上发送给MSC。

具体地，当网关GW设备接收到的信令数据中包含有AssignmentRequest消息时，网关设备向TRAU设备发送申请语音处理资源的处理资源请求消息，在处理资源请求消息中包含UEContextID的AIFCIC和ChannelType。TRAU设备中的网关接口模块在接收到处理资源请求消息后，触发资源调度模块根据当前语音处理资源的使用情况，选择一个语音处理模块，并在该语音处理模块中创建UEContext，并且在核心网接口模块中也创建UEContext，获得该选择的语音处理模块的IP地址，将该IP地址发送给网关。GW按照接收到的IP地址将语音业务数据发给该IP地址对应的语音处理模块进行语音业务数据处理。

在上行链路中，对语音业务数据处理过程，具体如下述：

语音业务数据类型包括GSM-HR、GSM-HR、GSM-EFR、GSM-AMR和G.711，对该些类型的语音业务数据进行编码转换以及电路域透明型和非透明型数据业务的速率适配流程基本相同，不同地方在于使用的处理算法不同，因此本发明实施例这里以GSM-FR和G.711的编码转换为例来进行详细阐述。

在上行链路中，网关接收GSM-FR语音业务数据包，并发送给TRAU设备，TRAU设备中包含的网关接口模块将接收到的GSM-FR语音业务数据包发送给IP地址对应的语音处理模块，由语音处理模块对GSM-FR语音业务数据包行编码格式和速率转换，在语音处理模块处理完成后，根据UEContextID中的CIC，将CIC和转换后的G.711语音业务数据包写入到基于UDP的数据包中发送给核心网接口模块，核心网接口模块在获得的基于UDP的数据包中解析得到语音业务数据，并根据其对应的CIC将语音业务数据放入SDH帧对应的时隙中发送给核心网设备。

在下行输链路中，对信令数据处理过程如下述：核心网接口模块接收到MSC发来的数据包，对接收到的数据包进行解析得到信令数据，核心网接口模块对得到的信令数据完成MTP2功能和数据格式转换后发送给网关接口模块，并由网关接口模块发送给网关。

其中，核心网接口模块对得到的信令数据完成MTP2功能和数据格式转换的具体实施过程请参见上述实施例一和实施例二中的详细阐述，这里不再赘述。

在下行链路中，对语音业务数据处理过程如下述：针对接收到的下行链路传输的PCM数据包，TRAU设备中的核心网接口模块根据数据包中包含的CIC，将G.711语音业务数据包发送到对应的语音处理模块，由语音处理模块进行编码格式转换，在转换完成后，将CIC与GSM-FR语音业务数据写入到基于UDP的数据包中，发送给网关接口模块，由网关接口模块发送给网关。

较佳地，在网关接收到核心网发来的ClearCommand消息后，向TRAU设备发送TC_Release(资源释放)消息，该消息中包含该用户对应的CIC。TRAU设备中包含的网关接口模块接收到TC_Release消息之后，指示资源调度模块释放该CIC对应的语音处理资源，删除掉分配的语音处理资源（例如TRAU中包含的语音处理模块）上和核心网接口模块上，与该CIC对应的UEContext，在释放语音处理资源之后，更新语音处理模块负荷参数，然后发送TCReleaseComplete(资源释放完成)消息给网关。

具体地，在上述上、下行链路数据处理过程，TRAU设备中的资源调度模块会对语音处理资源进行统筹管理和分配，较佳地，本发明实施例这里以语音处理资源为TRAU中包含的语音处理模块为例，对资源调度模块进行语音处理资源分配过程来做出详细阐述：

步骤一：在TRAU设备处于初始条件下，即TRAU设备接入无线通信系统，但是没有承载任何数据处理业务时，资源调度模块获得TRAU设备中各语音处理模块的处理资源总数值。

例如，假设TRAU设备中一共包含三个语音处理模块，分别标识为21～22，每个单板的数据处理能力可以相同，也可以不同，本发明实施例这里假设三个语音处理模块的数据处理能力分别为50、60和70。则在初始条件下，资源调度模块获得标识21的语音处理模块的数据处理能力50，标识22的语音处理模块的数据处理能力60，以及获得标识23的语音处理模块的数据处理能力70。

步骤二：当资源调度模块接收到网关接口模块发来的处理资源请求消息时，资源调度模块在分配语音处理模块之后，会统计当前语音处理资源的剩余信息，即在资源总量的基础上减掉分配的语音处理资源。

较佳地，资源调度模块在进行语音处理资源分配时，接收到由网关接口模块转发的由网关发送的处理资源请求消息之后，触发分配语音处理资源。具体地，若TRAU设备中包含的语音处理模块有空闲的TC资源，则选择一块语音处理模块，在该语音处理模块中创建UEContextID，然后将分配语音处理模块IP地址通过TCAllocationComplete消息返回给网关设备。较佳地，当资源调度模块获知各语音处理模块的处理能力均已达到90%的上限时，则可以向网关设备发送TC_Allocation_Failure(资源分配失败)消息。

步骤三：当有语音处理资源被释放时，资源调度模块也会统计当前语音处理资源的剩余信息，即在原来的基础上加上所释放的语音处理资源。

资源调度模块集中管理语音处理资源，可以较好地降低TRAU设备的功率消耗。较佳地，当申请的语音处理资源可以在一个语音处理模块上进行处理时，资源调度模块则仅分配一个语音处理模块进行语音业务数据处理，其他语音处理模块上的语音处理资源处于静默状态。

其中，网关设备在接收到BSSMAPClearCommand消息后，向TRAU设备发送TC_Release消息，网关接口模块将该TC_Release消息发送给资源调度模块，触发资源调度模块释放掉对应该用户的TC和CIC的资源。

较佳地，资源调度模块还可以周期性地统计各语音处理模块的负荷信息，当所有语音处理模块的负荷均已达到总处理能力70%时产生告警信息，达到总处理能力90%时拒绝新的业务接入。

采用本发明实施例这里提出的技术方案，来实现数据传输，针对不同的载波或者不同制式的无线通信信号，能够灵活的选用语音处理模块进行处理，能够对包含的语音处理模块的负荷信息进行监控，实现统一管理，统一分配，较好地降低功耗，降低数据传输的延时，提高传输效率，减少用户间语音数据的干扰，提高用户感知度。

本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置（设备）、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置（设备）和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；

对所述信令数据进行数据格式和MTP2功能转换，并将转换后的信令数据映射到SDH帧中发送给核心网；以及

在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网；

其中，在对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换之前，还包括：在接收到网关发来的处理资源请求消息时，为语音业务数据分配语音处理资源，并将分配的语音业务处理资源对应的互联网协议IP地址发送给网关，指示网关按照所述IP地址发送接收到的语音业务数据，其中，所述处理资源请求消息是网关在接收到的数据包中，确定出信令数据中包含用于请求处理语音业务数据的指派请求消息时发送的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为语音业务数据分配语音处理资源，并将分配的语音业务处理资源对应的IP地址发送给网关，包括：

确定语音业务处理资源的剩余信息；

根据所述剩余信息，按照预设规则确定为语音业务数据分配的语音处理资源；并

在分配的语音处理资源中创建包含资源管理信息的终端上下文；以及

获得所述语音处理资源的IP地址；

将所述IP地址发送给网关。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获得语音业务处理资源的剩余信息，包括：

在接收到处理资源请求消息时，所述剩余信息是语音处理资源的第一总数值和当前已占用的语音处理资源的第二总数值之间的差值，其中所述第一总数值是初始状态下，语音处理资源的数值信息；以及

在接收到释放处理资源消息时，所述剩余信息是当前已占用的语音处理资源的第二总数值和释放的语音处理资源的第三数值之间的和值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在为语音业务数据分配语音处理资源之前，还包括：

周期性获得每单位的语音业务处理资源的负荷信息，当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第一阈值时，生成语音业务处理资源告警信息；以及

当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第二阈值时，拒绝处理语音业务数据，其中，所述第一阈值小于第二阈值。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端上下文中包含电路识别号码；

对所述语音业务数据进行编码格式及速率转换后，将转换后的语音业务数据写入到与所述SDH帧对应的时隙中发送给核心网，包括：

按照所述IP地址，将接收到的业务数据发送到分配的语音业务处理资源进行编码格式和速率转换；

确定终端上下文中包含的电路识别号码；

根据所述电路识别号码，将转换后的语音业务数据写入到与所述SDH帧对应的时隙中发送给核心网。

6.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

网关接口模块，用于解析接收到的由网关发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；

语音处理模块，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换；以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换；

核心网接口模块，用于将转换后的信令数据映射到SDH帧中发送给核心网；以及将转换后的语音业务数据写入到SDH帧中除信令数据外的时隙中发送给核心网；还包括：

资源调度模块，用于在网关接口模块接收到网关发来的处理资源请求消息时，为语音业务数据分配语音处理资源；

所述网关接口模块，具体用于将资源调度模块分配的语音业务处理资源对应的互联网协议IP地址发送给网关，指示网关按照所述IP地址发送接收到的语音业务数据，其中，所述处理资源请求消息是网关在接收到的数据包中，确定出信令数据中包含用于请求处理语音业务数据的指派请求消息时发送的。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述资源调度模块，具体用于确定语音业务处理资源的剩余信息；根据所述剩余信息，按照预设规则确定为语音业务数据分配的语音处理资源；并在分配的语音处理资源中创建包含资源管理信息的终端上下文；以及获得所述语音处理资源的IP地址；将所述IP地址发送给网关接口模块，由网关接口模块发送给网关。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述资源调度模块，具体用于在接收到处理资源请求消息时，确定所述剩余信息是语音处理资源的第一总数值和当前已占用的语音处理资源的第二总数值之间的差值，其中所述第一总数值是初始状态下，语音处理资源的数值信息；以及在接收到释放处理资源消息时，确定所述剩余信息是当前已占用的语音处理资源的第二总数值和释放的语音处理资源的第三数值之间的和值。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述资源调度模块，还用于周期性获得每单位的语音业务处理资源的负荷信息，当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第一阈值时，生成语音业务处理资源告警信息；以及当全部语音业务处理资源的负荷信息大于预设第二阈值时，拒绝处理语音业务数据，其中，所述第一阈值小于第二阈值。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述终端上下文中包含电路识别号码；

所述网关接口模块，具体用于按照所述IP地址，发送接收到的业务数据；

所述语音处理模块具体用于通过分配的语音业务处理资源进行编码格式和速率转换；确定终端上下文中包含的电路识别号码；

所述核心网接口模块，具体用于根据所述电路识别号码，将转换后的语音业务数据写入到与所述SDH帧对应的时隙中发送给核心网。

11.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；

对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，并将转换后的信令数据映射到UDP数据包中发送给接收端；以及

在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换，将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端；

其中，将转换后的信令数据和语音数据按照UDP的数据包发送给接收端，包括：将所述转换后的信令数据和语音数据封装在设定格式的TRAU帧中，所述TRAU帧基于UDP/IP的数据包传输给接收端，其中，设定格式的TRAU帧中包含指示信息，所述指示信息用于指示接收端在确定出接收到的TRAU帧存在时延差时，发送用于调整发送TRAU帧时间的定时提前消息，所述设定格式的TRAU帧是20ms帧格式的TRAU帧。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在将所述信令数据和语音业务数据发送给接收端之后，还包括：

在接收到接收端发来的语音业务处理资源释放消息时，释放为语音业务数据分配的语音处理资源，以及删除在所述语音业务处理资源中创建的终端上下文，其中所述终端上下文是在对接收到的接收端发来的语音业务数据处理时，在分配的语音处理资源中创建的。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；

释放为语音业务数据分配语音处理资源，包括：

确定接收到的语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；

释放与所述电路识别号码对应的语音处理资源，以及删除在所述语音处理资源中创建的终端上下文。

14.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

核心网接口模块，用于解析接收到的由核心网发来的数据包，得到信令数据和语音业务数据；

语音处理模块，用于对所述信令数据进行MTP2功能和数据格式转换，以及在设置的语音处理资源阵列中，选取语音处理资源对所述语音业务数据进行编码格式和速率转换；

网关接口模块，用于将转换后的信令数据映射到UDP数据包中发送给接收端；以及将转换后的语音业务数据写入到所述UDP数据包中随同信令数据发送给接收端；

其中，网关接口模块，具体用于将所述转换后的信令数据和语音数据封装在设定格式的TRAU帧中，所述TRAU帧基于UDP/IP的数据包传输给接收端，其中，设定格式的TRAU帧中包含指示信息，所述指示信息用于指示接收端在确定出接收到的TRAU帧存在时延差时，发送用于调整发送TRAU帧时间的定时提前消息，所述设定格式的TRAU帧是20ms帧格式的TRAU帧。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：资源调度模块，在接收到网关接口模块发来的语音业务处理资源释放消息时，释放为语音业务数据分配的语音处理资源，以及删除在所述语音业务处理资源中创建的终端上下文，其中所述终端上下文是在对接收到的网关发来的语音业务数据处理时，在分配的语音处理资源中创建的。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；

所述资源调度模块，具体用于确定接收到的语音业务处理资源释放消息中包含电路识别号码；释放与所述电路识别号码对应的语音处理资源，以及删除在所述语音处理资源中创建的终端上下文。