CN1133305C - 分组网络中的语音传输 - Google Patents

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Abstract

通过将语音信号转换成参数组插入到业务帧，在基站(BTS)和TRAU之间发送语音，该业务帧作为一个分组(包括信头和净荷)发送。按照本发明，净荷由若干业务帧内容构成，直至净荷完全填满，通过传输网络向目的地发送分组。在目的地，从接收分组的净荷中分离出业务帧，将其传送给语音解码器。分组的完整打包可以在连接开始之后和停顿之后约1秒开始，在这种情况下，停顿的结束会尽快发送给监听者。

Description

分组网络中的语音传输
技术领域
本发明涉及分组网络中的语音传输，尤其涉及移动通信网的变码器和基站之间的传输。
背景技术
下面结合语音处理和语音帧解释本发明，但是同一种技术可以应用于音乐和视频信号的传输。对这些信号而言，信号采样必须等时地传导到解码器，即其间隔必须与编码器中采样生成的间隔相同。
在数字电话系统中，语音信号在进行信道编码并发送到无线路径之前，必须以某种方式进行编码。例如，在GSM系统中，采用不同方法以大约20ms间隔逐帧处理数字化语音，从而导致表征每帧语音的参数组。这种信息，即参数组进行信道编码并发送到传输路径。所用的语音编码算法是RPE-LTP(进行长期预测的定期脉冲激励LPC)和不同的码元激励算法CELP(码元激励线性预测)，其中应当提到VSELP(矢量和激励线性预测)。
除了实际的编码，下述功能也在语音处理过程中实现：a)在发射机侧的话音行为检测VAD，通过VAD可以指令发射机仅在需要发送语音时才打开(非连续传输DTX)，b)在发射机侧的的背景噪声估计以及各自噪声参数的生成，在接收侧解码器根据这些参数生成舒适噪声，以及c)回声抑制。中断期间的噪声使得连接听起来比绝对静音更能令人愉快些。
在已知的GSM移动电话系统中，语音编码器的输入是来自网络的13比特PCM信号或者来自移动台音频部件的13比特A/D转换后的PCM信号。根据编码器的输出得到的语音帧长20ms，包括260个音频比特，它是通过编码160个PCM编码语音采样形成的。话音行为检测(VAD)根据语音帧中的参数确定该帧是否包含语音。如果检测到语音，则发送到无线路径的帧(所谓的业务帧)是语音帧。在语音突发之后，在VAD指示的语音停顿期间的指定时间段内，业务帧是包含噪声参数的SID帧(静音描述符)，在这种情况下，接收机能够根据这些参数在停顿期间生成类似于原始噪声的噪声。
因此，业务帧包含260比特的语音块，表征了20ms的编码语音/数据或噪声。此外，该帧具有56个比特，可用于帧同步、语音和数据指示、定时及其它信息，业务帧的总长是316比特。在这56个比特中，上行和下行业务帧彼此略有不同。
参看图1，从传输角度示出了现有GSM网络的简图。网络子系统包括一个移动业务交换中心，移动通信网通过移动业务交换中心的系统接口连接到其它网络，例如公用电话交换网PSTN。网络子系统通过A接口连接到基站子系统BSS，包括基站控制器BSC和与BSC相连的若干基站BTS。基站控制器和与之相连的基站间的接口是Abis接口。基站通过空中接口与移动台保持无线通信。以上解释的用于生成业务帧的业务帧生成单元TRAU在该图中位于基站，但是它也可以位于移动业务交换中心。
图2中简单示出了移动业务交换中心MSC。除了呼叫控制之外，移动业务交换中心的另一个功能是基站系统BSS的控制。交换矩阵的功能是选择、交换并分离以所需方式通过它的语音/数据和信令路径。交换矩阵以这种方式将其连接部分在移动用户和另一网络用户之间切换，或者在两个移动用户之间切换。网络互连功能IWF 1的功能是将GSM网络适配到其它网络。PCM中继线通过终端电路中继接口3连接到PBX系统，从而交换机和基站控制器BSC之间的第一层物理接口是2Mbit/s的线路，即32时隙的64kbit/s＝2048kbit/s)。信令终端4实现按照CCITTNo.7建议的信令。
基站控制器BSC(图1中以参数14表示)的功能包括它与移动台之间的信道选择、链路控制和信道释放。它实现从无线信道到基站和基站控制器之间互连线路的PCM时隙信道的映射。图3中简单地示出了基站控制器，包括终端电路、中继接口31和32，基站控制器利用中继接口一方面通过A接口连接到移动业务交换中心，另一方面通过Abis接口连接到基站。变码器和速率适配单元是基站系统BSS的一个元件，它可以位于图1所示的基站控制器BSC，也可以位于例如移动业务交换中心。变码器将语音从一种数字格式转换到另一种，例如它们将64kbit/s A律PCM从交换机通过A接口转换成发送到基站的13kbit/s的编码语音，反之亦然。在速率64kbit/s和速率3.6、6或12kbit/s之间实现数据速率适配。
基站控制器BSC配置、分配并监视基站方向的64kbit/s电路。它还通过PCM信令链路控制基站的交换电路，并使得64kbit/s电路得到有效使用，即在基站控制器控制下的基站的一个开关将发射机/接收机切换到PCM链路。因此，该开关作为一个抽取/插入复用器(即作为一个增/减复用器)工作，它抽取一个PCM时隙用于发射机数据或者向PCM数据时隙插入一个接收时隙，或者将PCM时隙前向链接到其它基站。基站控制器建立和释放到移动台的连接。从基站通过A接口到PCM线路的连接和相反方向的过程在交换矩阵33中复用。
基站BTS和基站控制器BSC之间的第一层的物理接口是2Mbit/s的线路，即32时隙的64kbit/s(＝2048kbit/s)。基站完全受基站控制器BSC控制，它主要包括实现与移动台之间空中接口的发射机/接收机TRX。基站控制器和基站之间，4个全速率业务信道通过空中接口可以复用成一个64kbit/s的PCM信道，在这种情况下语音/数据信道的速率是16kbit/s间隔。在该情况下，一个64kbit/s的PCM链路可以发送4个语音/数据连接。
图1说明了GSM中使用的每个信道的传输速率。移动台通过空中接口在无线信道上以业务帧的形式发送语音或数据信息。基站13接收信息并将其发送到PCM线路的64kbit/s时隙。同一个载波的其它三种业务信道也插入到同一个时隙(即信道)，从而一个连接的传输速率是16kbit/s。在基站控制器14中，变码器/速率适配单元TRAU将16kbit/s的编码数字信息转换成64kbit/s速率，并以该速率将数据发送到移动业务交换中心，此后，经过必要的调制和速率调整，将该信息发送给某一其它网络。
根据前述解释，基站控制器选择电路，在它与基站发射机/接收机之间建立连接。基站和基站控制器之间线路的无线信道(TDMA时隙)和PCM时隙在连接期间具有一一对应关系，即在上行方向上指定载波的指定时隙的信息总是插入到同一个16kbit/s的PCM信道，相应地，在下行方向上，该PCM信道信息总是发送到同一个TDMA时隙。基站控制器通过信号告知基站TDMA时隙的哪个基站已被约束到那个PCM信道。基站控制器以该方式通过Abis接口和空中接口自己分配直到移动台的信道。基站分配了直到移动台的信道之后，移动业务交换中心15选择电路，生成移动业务交换中心和基站控制器/TRAU之间的连接，即面向交换机和基站控制器的A接口的电路。最后，生成的链路彼此相连。
为了满足窄带和宽带实现并发送分组和信令，引入了数据传输标准ATM(异步传递模式)。ATM是一种面向连接的分组交换技术，国际电信标准组织ITU-T选择ATM作为宽带综合业务数字网(B-ISDN)的实现技术。在ATM中，数据被分组成包括若干定长分组的帧，称为信元。信元的长度是53字节，信元包括一个5个字节长的信头，48字节保留用于净荷。在发送ATM信元时，根据每个信元的信头，可以将其发向不同的目的地。
ATM技术最适合宽带网络使用，尤其适用于采用光纤的传输网络。因此在移动通信网中采用2Mbit/s中继线路(移动运营商通常从另一个电信运营商租用)的现有PCM技术，有可能会被替换成ATM技术。尤其是当无线路径的传输容量大量增加，以致现有PCM连接不再够用的情况下，必须以ATM方式工作。在该情况下，移动通信网的数据传输容量和速率将大量增加。也可能是新基站所处的前端已经有了一个ATM连接，在该情况下使用ATM连接是非常吸引人的。
ATM信元中的语音传输已经称为一个难题。在现有电路交换连接中，语音传输非常迅速，时延几乎不会引起问题。但是，在从若干输入点中任意一个通过ATM技术向网络的许多输出点中的任意一个发送不同音频信号时，如何管理传输时延却成为一个问题。如何在网络节点之间以及跨网(该网络包括ATM传送设备和交换机)发送转换成PCM编码信号并在PCM设备中复用的音频信号尤其成问题。
这个问题的解决方案至少如下：a)采用微信元，b)不完全填充信元，以及c)模拟电路交换。如果采用微信元，为传送一个ATM信元需要复用若干语音信道。微信元技术的一个问题是，ATM信元不再是交换的基本单元，在该情况下普通的ATM交换设备无法用于交换语音信道，而需要特殊的装置和设备释放微信元内的语音信道。在不完全填充的ATM信元中，信元的净荷没有填满。在该方式下，容量没有得到完全利用，但是如果需要避免时延，则必须如此。在模拟电路交换方式下，移入2Mbit/s的PCM线路的信息在一个ATM信元中透明发送。该方法的一个缺陷是，不论是否有呼叫需要发送，总保留传输容量，因而无法避免空信元的传输。另一个缺陷是，点到点连接的语音信道的特性无法与网络中不同方向上的ATM设备连接。
专利申请WO 94/11975公开了通过ATM网络发送若干PCM编码语音信道的一种方法、一种电信网络以及一种交换系统。该方法包括上面提到的步骤a和c的特性。按照该申请，将分配给同一个ATM网络输出节点的若干语音信道打包到一个ATM信元中，从而声音和窄带数据信道在这些信元中以再生速率发送，该速率与包含声音的PCM信号的再生速率相同，或者是后者的一部分。信元在网络中的输入节点和输出节点之间通过保持恒定速率的虚电路发送。如果业务量上没有大的变化，需要在两个节点之间增删永久虚路径，交换系统进行一种简单的操作：在输入点将125微秒时长的PCM帧采样插入到一个ATM信元，通过网络寻路到输出节点，这意味着信元以125微秒的间隔发送。一个PCM采样包括一个字节，而一个信元中最多可以发送48个语音信道。如果PCM信道的容量大于64kbit/s，例如384kbit/s，则一个信道可以使用更多的信元字节，例如6个字节。
为了在需要时能够直接从一个基站向另一基站发送语音信息，而不要求连接象现有技术GSM系统那样经过TRAU或者移动业务交换中心，需要将基站和TRAU之间的PCM信道音频信息的传输替换成ATM连接，此时上述方法都不适用。
GSM系统的全速率语音帧是316比特。这约为ATM信元净荷长度的85％(47到48字节或376到384比特)。可以想象一个语音帧被打包到一个ATM信元中，在该情况下将失去大约15％的最大带宽。但如果例如半速率语音帧被打包到ATM信元中，则效率要差得多，如果语音帧的长度超过分组网络中信元净荷长度，则该方法根据无法采用。
另一种可以应用本发明方法的分组网络是因特网。因特网分组的长度是可变的，但是从带宽角度来看，将每个业务帧作为单独分组发送的效率较高。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种方法，通过该方法可以在分组网络(例如ATM或因特网网络)中发送包含根据语音编码器的PCM编码语音信号生成的语音帧的语音，而没有不利的时延并尽可能好地利用带宽，从而对语音信号而言，话音质量将保持得尽可能好。另一个目的是，该方法还可以用于发送音乐和视频采样。本发明的一个进一步的目的是提出一种方法，通过该方法可以在移动通信系统的基站和TRAU之间，或者两个基站之间以分组模式有效地发送高质量的语音/音频/视频信号。
该目的通过一种将语音、音频和/或视频信号作为分组网络的分组发送的方法实现，该方法的特征在于，
-将需要发送的信号编码成参数组，并且将所述参数组插入业务帧；
-将业务帧和/或部分业务帧插入分组的净荷部分，并向目的地发送所述的分组；
-除了至少一个完整或部分业务帧之外，还根据至少一个部分业务帧生成多个分组的净荷部分，直至分组的净荷部分被填满，其中所述完整或部分业务帧由同一个信号生成
-在目的地将业务帧从接收的分组净荷中分离出来；以及
-将业务帧的所述参数组传送到解码器以相应生成原始语音、音频和/或视频信号。
本发明基于下述构思：尽可能满地填充分组网络中的帧的净荷，在该情况下一些语音帧必须划分成两个连续的分组网络帧。
在语音编码器中，将数字化语音信号逐帧转换成参数组，将其插入业务帧。业务帧可以是这样的一个语音帧，但是大多数情况下不同的传输目的需要额外的比特，在这种情况下帧的长度大于纯语音帧的长度。
提供的业务帧直接插入到数据分组的净荷部分，从而将分组的净荷部分填满。不适合前一个分组净荷部分的业务帧则在两个不同的分组间进行划分。分组通过传输网络发送给目的地。在目的地，从接收分组的净荷中分离出业务帧的不同部分，这些部分被组装成完整的业务帧。包含在业务帧中的语音帧被传递到语音解码器，以产生原数字化语音信号。
因为一些语音帧被立即发送，一些仅在后续语音帧的某个部分中发送，所以这样的方法将导致语音质量的下降。按照本发明的优选实施例，通过在接收机存储器中缓存语音帧来改进语音质量，从而使传送接收语音帧到语音解码器的间隔等于原先生成它们的间隔。
本发明的优点首先在于降低了网络的传输时延，其次，在分组网络的一个分组中传输一个呼叫，使得信元能够进行分组交换，从而将呼叫导向所需目的地。这使得电话网络能够高效利用分组网络技术。
此外，在分组网络的一个分组中传输呼叫，使得在呼叫终止之后，信元的传输也终止，这与模拟电路交换的情况不同。在语音停顿期间不需要发送信元，而仅在发送噪声参数时才发送信元。因此，在停顿期间释放传输容量以作它用，例如用于其它同时进行的连接，这与电路交换网络不同，在电路交换网络中暂时中止的连接不能用于其它连接。
因为与一个语音信号相关的帧被插入一个分组网络分组，所以同一个分组中的所有帧都被发送到同一个目的地，在该情况下，目的地应避免释放分组和为分组重新选择路由。可以将本发明方法的使用限制在仅用于音频/视频连接，因而可以在数据传输中立即发送分组，而没有时延。
除了语音信号，可以发送另一个音频或视频信号，在该情况下不再是语音帧，而通常称为参数组。按照优选实施例，传输网络是ATM或因特网，在这种情况下分组是一个ATM信元或者一个因特网分组。
附图说明
下面结合附图针对优选实施例详细解释本发明，在附图中
图1示出了移动通信网的一种简图；
图2示出了移动业务交换中心的功能部件；
图3示出了基站控制器的功能部件；
图4示出了具有按照本发明的装置的基站控制器；
图5示出了能够进行本发明所增加的操作的基站；
图6示出了两个基站之间的优选传输路径；以及
图7示出了将业务帧组装成分组，以及将分组拆成业务帧的过程。
具体实现方式
图1所描述的TRAU和基站之间的PCM连接被替换成ATM连接。因为TRAU可以物理上位于基站控制器或者移动业务交换中心，它实际上意味着现有移动业务交换中心的所有PCM连接都可以替换成ATM连接。
下例中假定TRAU位于基站控制器，如图3所示，但是应当注意，TRAU的物理位置对本发明并不重要。
参看图4，从TRAU角度解释了本发明的方法。如果在分配给TRAU的语音信道上接收到来自移动业务交换中心方向的PCM编码语音，通过PCM接口部件41将它导向TRAU42，它生成了与现有技术系统完全一样的316比特的到来的PCM音频信号业务帧。在生成第一业务帧之后，通过高速总线将其导向ATM适配器43，后者将该帧插入到ATM信元的净荷部分。因为该部分是定长的，47或48字节(376或384比特)，第一业务帧将不会完全填满第一ATM信元，而信元仅在其净荷部分已被另一业务帧的起始部分填满之后才发送。适配器43将必要的地址信息插入信元的信头，从而后续ATM交换矩阵44能够将信元导向输出侧ATM接口组45的适当的ATM接口卡，从而导向正确的物理连接和目的基站。
如果仅有一个发出的物理下行链路连接通往ATM网络，则根本不需要交换矩阵，仅需要一个ATM卡45。
信元到基站的传输非常快。目前，如果在2Mbit/s的PCM线路时隙上以16kbit/s的速率一次两个比特地发送业务帧，TRAU和基站间的帧的传输需要大约20ms。如果使用同一根物理线路，但采用ATM协议，则传输仅需大约0.2ms。
在接收基站插入在ATM信元中发送的业务帧时，由前面的描述可以明显地看出其工作模式。从不同的物理线路上接收ATM信元，交换矩阵44基于地址将属于同一个信道的信元依次交换到ATM适配器43，后者从每个信元中分离出净荷，即移动台发送并由基站重组的业务帧。TRAU42的变码器从高速总线上完整接收到业务帧之后，立即开始解码业务帧。语音信号被解码成A律标准模式，导向PCM接口部件41，后者将语音信号插入分配给该连接的PCM时隙，以进一步传送给移动业务交换中心MSC。
当TRAU位于MSC而不是基站控制器时(如图4所示)，传送距离并不远。如果从移动业务交换中心发往其它网络的所有中继线路以及连接被替换成ATM连接，并且交换机通过ATM技术实现，则在TRAU中可以直接将PCM模式语音插入到ATM信元，并进一步发送。
下面结合图5考察连接另一端(即基站)的一些事件。在该图中，参考数字52内的部件是众所周知的基站部件，对本发明并不重要，因此没有必要在此作出解释。
移动台生成的业务帧在发送之前，需要进行许多众所周知的操作，其结果是它被杂乱地以小片形式通过无线路径发送给基站。基站BTS通过空中接口接收这些信息片，并将它们组装成原来的业务帧。一旦它组装了帧，则该帧被导向ATM接口部件51，后者将该帧插入到ATM信元的净荷，设置所需的信头信息，并将信元发送给TRAU。变码器一旦完全接收到信元中发送帧，就开始对其进行解码。为了尽可能地减小时延，ATM接口部件51和基站中组装业务帧的部件(信号处理)之间的连接必须非常快。
按照本发明，通过ATM网络的语音信息的传输使得两个基站间能够生成直接语音连接。参看图6。在传统网络中，两个移动台之间的语音连接通过TRAU和移动业务交换中心传送。在本发明的方法中，基站(例如BTS61和BTS62)间的连接可以通过将接收基站的信头作为ATM信元地址来直接实现，该ATM信元包括业务帧，这种情况下连接不需要经过TRAU63。移动通信网自然通过信令连接预先通知基站分组需要发送到哪里，以及分组与哪些呼叫相关联。因为不再需要进行编码语音-PCM语音-编码语音的连续修改，所以这种方案减轻了网络负荷，加速连接并提高了语音质量。
按照本发明的优选实施例，需要补偿分组网络中不可避免地生成的不同时延。如果使用ATM网络传送语音信息，时延变化将引起问题。图7说明了分组的传输。仅在接收到业务时隙1和2之后，才可以发送第一ATM信元。此后，在每个接收的业务帧之后，可以发送ATM信元2到6。而仅在接收到业务帧9之后，才发送ATM信元7，这导致ATM信元6和7之后有一个业务帧长度的中断。中断以大约6个ATM信元的间隔生成，这是由业务帧和ATM信元间大约六分之一的差别引起的。
因为两个原因，ATM网络中分组的传输将导致它们之间失去同步。第一原因是分组传输时间的小的随机变化，它是分组网络的特征。第二原因是以固定间隔发送的特定业务帧不会引发ATM信元的发送。为了保持重构语音的质量，必须在语音帧传送到语音解码器之前恢复同步。这可以通过在存储器中缓存接收的业务帧，并将其定期传送到语音解码器来实现。可以通过从316比特业务帧中分离260比特语音帧来减小用作缓冲器的存储器的大小，语音帧存储在该存储器中。语音帧被传送到语音解码器，从而使语音帧的间隔等于发射机生成语音帧的采样间隔。在示例性的GSM系统中，该间隔是20ms。例如通过测量传输一个帧到语音解码器和接收后续ATM信元之间经过的时间，帧到语音解码器的传输可以同步于需要接收的ATM信元。如果ATM信元的接收比预期快，传送到语音解码器的两个连续语音帧之间的间隔将略为减小，反之亦然。如果在传输端业务帧的生成没有导致ATM信元的发送，则不需要进行这种调整，而使用上次使用的间隔或者标称间隔。如果识别(例如通过业务帧的信头部分)所述连接为数据连接，则不需要缓存和同步恢复。
在分组网络中-至少在质量较低的业务中-ATM信元传送的语音帧的接收延迟可能会很大，使得缓冲器中所有数据都已被导入语音解码器。在这种情况下，可以应用例如GSM系统所采用的坏语音帧置换方法。可选地，可以再次解码上次接收的语音帧的开头部分，直至接收到需要传送给语音解码器的下一个语音帧。置换信息传送给语音解码器所需的时间使得语音重构延迟，这段时间还充当下一个ATM信元到来太晚所需的缓冲区。可以设置时延的最大值，如果超过该值，将导致完全或部分毁坏下一个语音帧，在这种情况下时延不会逐渐积累。
按照本发明的一种优选实施例，在连接开始时以及在停顿之后，在生成业务帧之后立即发送较少数量的分组。例如在GSM系统中，可以通过SID帧(静音描述符)识别停顿。这将导致停顿之后开始的语音将被尽快发送给接收机。这减少了呼叫双方同时开始说话会带来的风险。如果恢复本发明的正常过程，即分组的净荷部分被完全打包，则接收机将该事件看成是缺少一个语音帧。在这种情况下，也可以应用GSM系统所采用的坏语音帧置换方法。根据经验可知，通过监听无法检测到缺少一个语音帧。将每个语音帧作为特定分组发送的最适合的时间约为1秒。较大时延会推迟必须置换缺少的语音帧的时刻，从而改进了语音可理解度。另一方面，较大的时延会降低系统的效率。
本发明提出了一种方法，通过该方法可以尽可能高效地利用分组网络的容量。网络负荷仅在一小段时间内处于其峰值。按照本发明的一种优选实施例，如果下述条件中的一个或若干成立，则每个语音帧在特定分组中发送：
-用户具有分组网络中指定的较高或最高服务质量(QoS)；
-  网络具有未用的容量，例如晚间；
-在网络的某个其它部件中服务质量较差，通过在其它地方改进业务来予以补偿；
-分组净荷长度基本等于语音帧长度或者仅比语音帧长大约20％。
以上通过例子针对GSM系统语音帧在ATM网络中发送的情况解释了本发明。对本领域技术人员而言，显然同一种技术还可以用于发送音乐和视频信号。在这种情况下，使用生成指定长度的信号采样的设备而不是编码器和解码器，它根据采样生成与原始信号相同的信号。ATM网络中信元长度是固定的。可选地，分组网络可以是其中分组长度可变的因特网。在采样被传送到解码器之前，可以将它们导入任一处理语音帧的传送设备，例如话音邮件系统VMS。因此，本发明及其实施例并不局限于以上描述的例子，在权利要求书范围内，它们可以有所变化。

Claims (15)

1一种将语音、音频和/或视频信号作为分组网络的分组发送的方法，其特征在于，
-将需要发送的信号编码成参数组，并且将所述参数组插入业务帧；
-将业务帧和/或部分业务帧插入分组的净荷部分，并向目的地发送所述的分组；
-除了至少一个完整或部分业务帧之外，还根据至少一个部分业务帧生成多个分组的净荷部分，直至分组的净荷部分被填满，其中所述完整或部分业务帧由同一个信号生成
-在目的地将业务帧从接收的分组净荷中分离出来；以及
-将业务帧的所述参数组传送到解码器以相应生成原始语音、音频和/或视频信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在目的地缓存所接收的参数组，以相等的时间间隔将其传送到解码器。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，根据所接收的分组使缓存参数组的传送实现同步，使得参数组传送到解码器的平均频率与接收它们的频率相同。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在连接开始时，以及在需要发送的信号停顿之后，在0.5到2秒时间内，在专用于业务帧的分组中传送所述业务帧，从而将停顿的结束发送给接收机。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，分组网络中分组的长度是固定的。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，分组网络是一个ATM网络，而分组是一个ATM信元。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于，分组的净荷部分由至少两个完整的业务帧构成，它们的总长度最多是预定阈值。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，分组网络中分组的长度是可变的。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，分组网络是一个因特网网络，分组是因特网分组，分组的净荷部分长度被设置成等于多倍业务帧长度。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，在目的地从接收的分组净荷中分离出的业务帧，通过存储器装置传送到解码器。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于，基站将变码器地址链接到分组的信头以及基站变码器地址，从而在基站和变码器之间提供传输链接。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于，发射基站将接收基站的地址链接到分组的信头，从而直接在两个基站之间提供传输链路。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于，如果下述条件中的一个或多个成立，则每个语音帧在特定于该语音帧的分组中发送：
-用户具有较高或最高服务质量；
-网络具有未用的容量；
-在网络的其它部件中服务质量较差，
-分组净荷长度等于语音帧长度或者仅比语音帧长大20％。
14.根据权利要求4的方法，其特征在于，在大约1秒的时间内，在专用于业务帧的分组中传送所述业务帧。
15.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述的存储器装置是话音邮件系统。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI973975A (fi) 1997-10-16 1999-04-17 Nokia Telecommunications Oy Matkaviestinjärjestelmä ja transkooderiyksikkö
EP0921666A3 (en) * 1997-12-02 1999-07-14 Nortel Networks Corporation Speech reception via a packet transmission facility
CN100361420C (zh) * 1998-03-14 2008-01-09 三星电子株式会社 码分多址通信系统中交换不同长度的帧消息的装置和方法
EP1059756A1 (en) * 1999-06-09 2000-12-13 Lucent Technologies Inc. Speech transmission over packet switched networks
EP1059754A1 (en) 1999-06-09 2000-12-13 Lucent Technologies Inc. Common header encoding for packet switched networks
SE522356C2 (sv) * 1999-07-09 2004-02-03 Ericsson Telefon Ab L M Transmission av komprimerad information med realtidskrav i ett paketorienterat informationsnät
US6795444B1 (en) 1999-10-26 2004-09-21 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) System and method for providing wireless telephony over a packet-switched network
US6731629B1 (en) * 1999-11-03 2004-05-04 Ericsson Inc. System and method for switching media packets for packet-based communication in a mobile communications network
FR2801466B1 (fr) * 1999-11-22 2002-05-31 Cit Alcatel Procede et dispositif de transmission pour des donnees numeriques
DE10014064C2 (de) * 2000-03-22 2002-01-31 Rohde & Schwarz Verfahren zum Übertragen von Sprachdatenpaketen
US6822974B1 (en) * 2000-11-09 2004-11-23 Motorola, Inc. Method and system for packet timing adjustment based on approximated packet transmission time in a mobile radio communication system
DE60117506T2 (de) * 2001-08-03 2006-09-28 Nortel Networks Ltd., St. Laurent Ein Funktelekommunikationssystem und Verfahren dasselbe zu nutzen mit optimiertem AGPRS Mitteln
GB0129386D0 (en) * 2001-12-07 2002-01-30 Nokia Corp Transmission timing
ATE545242T1 (de) * 2002-12-27 2012-02-15 Ericsson Telefon Ab L M Tunnelling von tdm-verkehr über mpls
CN100359976C (zh) * 2003-04-15 2008-01-02 华为技术有限公司 一种根据移动电话号码进行分组业务监听的方法
FR2863797B1 (fr) * 2003-12-15 2006-02-24 Cit Alcatel Compression/decompression de couche deux pour la transmission mixte synchrone/asynchrone de trames de donnees au sein d'un reseau de communications
US7969929B2 (en) * 2007-05-15 2011-06-28 Broadway Corporation Transporting GSM packets over a discontinuous IP based network
CN101394579B (zh) * 2007-09-17 2012-04-25 华为技术有限公司 在无线通信网络中对上传、下传数据处理的方法及系统
CN101945022B (zh) * 2010-09-29 2013-01-30 珠海世纪鼎利通信科技股份有限公司 一种高效统一的无线通信网络测量参数解码方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993000778A1 (en) * 1991-06-21 1993-01-07 Gpt Limited Speech signal transmission
EP0662778A2 (en) * 1994-01-11 1995-07-12 Ntt Mobile Communications Network Inc. Mobile radio communications system
EP0664658A2 (en) * 1993-12-27 1995-07-26 AT&T Corp. Communication system for digital cellular data

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR660625A (fr) 1928-09-18 1929-07-13 Appareil de projection cinématographique à mouvement ininterrompu de la bande de film
US4703477A (en) * 1986-02-28 1987-10-27 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Packet information field data format
US4726019A (en) * 1986-02-28 1988-02-16 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Digital encoder and decoder synchronization in the presence of late arriving packets
US5130985A (en) * 1988-11-25 1992-07-14 Hitachi, Ltd. Speech packet communication system and method
US5136584A (en) * 1990-07-11 1992-08-04 At&T Bell Laboratories Hardware interface to a high-speed multiplexed link
US5247516A (en) * 1991-03-28 1993-09-21 Sprint International Communications Corp. Configurable composite data frame
US5282207A (en) * 1991-03-28 1994-01-25 Sprint International Communications Corp. Frame compression in integrated services networks
US5195090A (en) 1991-07-09 1993-03-16 At&T Bell Laboratories Wireless access telephone-to-telephone network interface architecture
TW224191B (zh) * 1992-01-28 1994-05-21 Qualcomm Inc
JPH06132974A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Toshiba Corp パケット・ディスアセンブル用バッファ
AU7173094A (en) 1993-06-16 1995-01-03 Com 21, Inc. Multi protocol personal communications system
FI93915C (fi) * 1993-09-20 1995-06-12 Nokia Telecommunications Oy Digitaalisen radiopuhelinjärjestelmän transkoodausyksikkö ja transdekoodausyksikkö sekä menetelmä transkoodausyksikön ulostulon säätämiseksi ja transdekoodausyksikön ulostulon säätämiseksi
AU686225B2 (en) * 1993-11-19 1998-02-05 Motorola, Inc. Method for adaptive smoothing delay for packet voice applications
SE503317C2 (sv) 1994-06-13 1996-05-13 Ericsson Telefon Ab L M Sätt och väljarnod för att koppla STM-celler i en kretsemulerad ATM-väljare
EP0691769A1 (en) 1994-07-07 1996-01-10 International Business Machines Corporation Voice circuit emulation system in a packet switching network
SE505845C2 (sv) 1995-04-24 1997-10-13 Ericsson Telefon Ab L M Telekommunikationssystem och sätt att överföra mikroceller i detta
ZA964331B (en) 1995-06-08 1996-12-17 Qualcomm Inc Remote vocoding over long distance link

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993000778A1 (en) * 1991-06-21 1993-01-07 Gpt Limited Speech signal transmission
EP0664658A2 (en) * 1993-12-27 1995-07-26 AT&T Corp. Communication system for digital cellular data
EP0662778A2 (en) * 1994-01-11 1995-07-12 Ntt Mobile Communications Network Inc. Mobile radio communications system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2250037C (en) 2008-05-20
EP0894383A1 (en) 1999-02-03
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HK1017189A1 (en) 1999-11-12
CA2250037A1 (en) 1997-10-09
EP0894383B1 (en) 2007-09-05
US6738374B1 (en) 2004-05-18
FI103456B (fi) 1999-06-30
CN1217117A (zh) 1999-05-19
ATE372628T1 (de) 2007-09-15

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