CN1213579C - 通过分组数据网络传送编码信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于传送有关自由汇接操作信息的方法(300、400、500)，其中：一个蜂窝网络与一个分组网络相连，该蜂窝网络包含一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元；一个实体与该分组网络相连，该实体可以是一个第二网络或是一个终端；数据通过该分组网络，在位于该分组网络第一侧的所述编码-解码单元与位于该分组网络第二侧的所述实体之间传送。根据本发明的方法的特征在于，关于分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息，通过该分组网络传送(320、420、520)到该分组网络的第二侧。本发明还涉及一种解码信息交换设备(611)、一种网关(610)、一种解码信息传送设备(601)和一种蜂窝网络部件(600)。

Description

通过分组数据网络传送编码信息的方法
本发明在一般意义上涉及避免在包括蜂窝网络的数据连接中对数据进行多重编解码，特别涉及将自由汇接操作(tandem freeoperation，TFO)扩展到越过非常规电话网络的连接。
在常规PSTN(公用交换电话网)中，数字化语音形式需要64kbps进行传送。蜂窝网络中，在通过无线接入网络发送语音之前，采用有效的语音编码方法来压缩数字化语音。利用解码得到一个与初始的数字化语音流相似的数据流，如在将语音进一步传送到PSTN之前进行这样的解码。蜂窝网络中采用的编码方法将语音压缩成一个数据流，该数据流可以在蜂窝网络的固定部分中以低于16kbps的速率进行传送。在蜂窝网络的无线接入网络部分中，还需要进行信道编码，编码语音的格式也与蜂窝网络的固定部分中的格式不同。
如果呼叫方和被呼叫方都使用移动台，那么，在没有任何预防措施时，语音被编解码两次，因为它必须通过无线接入网络传送两次。这种双重解码会损害语音的质量。如果通过蜂窝网络以及蜂窝网络之间可能的PSTN传送编码过的语音，就有可能只对语音进行一次编码。这种操作称为自由汇接操作(TFO)。
图1给出了GSM(全球移动通信系统)网络中自由汇接操作的一个示例。为了清晰起见，图1中显示的是单向连接。通常连接都是双向的，两个方向上都执行同样的功能。移动台MS1 101通过无线接入网络与基站BS1 102通信。利用图1所示的编码器C在移动台中对数字化的语音进行编码。在移动台和基站之间，编码语音为对于空中接口(air interface)比较典型的格式。从基站向前，编码后的语音以一种称为TRAU帧的格式传载到代码转换器与速率适配单元(TRAU)。图1中，基站BS1将编码语音传送到TRAU1 103。语音编码中不涉及基站控制器，所以图1中没有示出。
代码转换器与速率适配单元(TRAU)通常对语音进行解码，并将它作为脉冲编码调制(PCM)信号再发送，该信号以64kbps的速率传载数据。该语音被发送到移动业务交换中心(MSC)，MSC将它转发给另一个MSC或者公用电话网。图1中，TRAU1对编码语音进行解码(解码器D)，并将解码语音传送给MSC1 104，再经由PSTN 105转发给另一个蜂窝网络。MSC2 106进一步将解码语音转发给TRAU2107，在此对语音进行编码(编码器C’)并将其插入到TRAU帧。基站BS2 108将TRAU帧转换为无线接入网络格式，并通过空中接口将数据传送到移动台MS2 109。在该移动台中对编码语音进行解码(解码器D’)。
图1中不同的箭头110、111和112，用来表示数据显示格式和传载数据的信号。虚线箭头110表示编码语音和空中接口；实线箭头111表示需要一个8kbps或16kbps的传送信道的TRAU帧；粗箭头112表示PCM信号以及需要一个64kbps的传送信道的解码语音。
如果呼叫中所涉及的移动台和TRAU有共同的编码器-解码器对，就可能只对语音进行一次编码。在图1所示的情况下，在自由汇接操作中，语音在MS1中编码，在MS2中解码。TRAU1将TRAU帧作为解码语音内的TFO TRAU帧来转发(图1中箭头113)。TRAU1也进行解码，解码语音被传送给TRAU2，但这只用于TRAU2不能从它接收的数据中提取TFO TRAU帧的情况下。如果TRAU2检测到TFOTRAU帧，它就将TFO TRAU帧传载的解码语音以TRAU帧形式转发给BS2。
这样，自由汇接操作就要求TRAU具有特殊功能，即TFO能力。实际上，TFO能力意味着以下三个方面。首先，TRAU可以协商使用哪一个编码器；第二，TRAU可以将TFO TRAU帧作为PCM信号的一部分，在彼此间互相传送；第三，TRAU可以从输入的PCM信号中提取TFO TRAU帧。在GSM中，TFO TRAU帧通过PCM传载，从而，每个8比特长语音采样值中最低的一个或两个有效位由TFO TRAU帧信息来替换。这样，TFO TRAU帧信息就在64kbps PCM流的8kbps或16kbps子流中传载。目的TRAU就可以忽略PCM信号的其它部分，而将TFO TRAU帧作为TRAU帧向目的移动台转发。
呼叫中涉及的代码转换器与速率适配单元利用TFO带内信令来协商语音编码器。该信令通过修改TRAU帧结构的某些位来执行。TRAU帧和TFO TRAU帧中传载的数据除TFO信令位以外基本上是相同的。在呼叫的开始，每个TRAU单元可能选择各自使用的编码器，但是，如果两个TRAU都支持自由汇接操作，则可以协商使用一个共同的编码器。即使已经同意使用一个共同的编码器之后，解码语音通常也要在PCM信号中传送。这是因为，在切换后呼叫中涉及的两个TRAU可能都不支持自由汇接操作。
在下面的术语中，TFO帧用来表示传载编码数据、有关编码器以及编码-解码单元自由汇接操作能力的信息的帧。这些TFO帧在蜂窝网络的编-解码单元之间进行交换。
目前的自由汇接操作都在两个蜂窝网络之间工作，或是在两个蜂窝网络经由一个PSTN连接时自由汇接操作工作。不过，近些年来，利用如因特网这样的分组网络作为传送媒体的实时数据应用急剧上升。这些实时应用能够支持语音呼叫和视频呼叫。可以采用因特网或其它分组网络而不是PSTN来作为蜂窝网络间的传送媒质。特别是那些至少部分地基于分组的第三代网络，蜂窝网络间使用分组网络是一种很自然的选择。
为了给通过那些不保证业务质量(QoS)的网络所进行的音频、视频和数据通信定义一个标准框架，国际电信联盟(ITU)建立了H.323规范。例如，分组网络就可以是这样的网络。H.323规范的目的是允许来自不同厂商的多媒体产品和应用进行互操作。
在图2显示的情况中，两个GSM网络经由一个IP(因特网协议)网络连接。GSM网络201、202分别通过一个IP语音(VoIP)网关连接到IP网络203。这些VoIP网关204、205连接到MSC104、106。它们从蜂窝网络接收64kbps的解码语音作为PCM信号(图2中的箭头112)，并压缩该数据流。然后，将压缩的数据流通过IP网络传送给另一个VoIP网关(图2中的箭头210)。通常，该压缩数据流要求8kbps或16kbps的传送能力。例如，H.323规范定义了某些编解码器，可用于压缩H.323网络中的数据。构造专用的编码器和网关也是可能的。在此所述网关既不指任何特定分组网络技术，也不指有关通过分组网络的电话的任何特定标准。它就作为表示连接一个蜂窝网络和一个分组网络，并对来自或发给该蜂窝网络的呼叫和其它连接进行中继的一种网络部件的通用术语。
这里的术语编码和解码指蜂窝网络中使用的方法。术语压缩和解压缩指在分组网络边缘使用的方法。
当在蜂窝网络之间发送呼叫时，采用网关中压缩的问题在于，最坏情况下语音(或其它数据)被编码和解码三次。首先是在始发蜂窝网络中，然后是在蜂窝网络间传送时，最后是在目的蜂窝网络中。这样可能会严重降低语音质量。
还有一个问题，即使在呼叫中涉及的两个编码-解码单元都具有TFO能力的情况下，也有可能不能利用这一特征。这是因为那些传载有关数据编码器及编码-解码单元的TFO能力的信息、可能包含在PCM信号中的TFO帧，在网关中的压缩和解压缩过程中不一定保持不变。特别是加载在TFO帧的某些位中的TFO信令，易受到由压缩引起的变化的影响。
可以将自由汇接操作扩展到这样的情况：例如通过一个分组网络来转发TFO帧，从而通过该分组网络发送呼叫。这样的转发基本上能保证所有必需的信息，如编码数据以及有关编码方法和自由汇接操作能力的信息，都通过该分组网络传送。在该网络的另一侧，TFO帧可以进一步转发，或者可以对编码数据进行解码并往前发送。能够在一个分组网络与另一个网络之间转发TFO帧(或是转发与TFO帧对应的信息)的网关，在此称为有自由汇接操作能力的网关。
通过直接转发TFO帧或是发送TFO帧中加载的信息来扩展自由汇接操作存在一些问题。分组网络另一边的第二网关可能连接到例如不支持自由汇接操作的一个PSTN或蜂窝网络。在这种情况下，第二网关应对它在TFO帧中接收的编码数据进行解码，但是在该网关中不一定支持相配的解码器。
即使在一个分组网络连接两个有TFO能力的编码-解码单元的情况下，也有可能不转发TFO帧。呼叫开始时，每一个编码-解码单元和移动台对与另一对相互独立地选择编码器。当前的自由汇接操作不支持这样的可选情况：一个编码单元接收TFO帧，其中采用一个编码器对数据进行了编码，在进一步发送例如TRAU帧之前，该单元对编码数据进行解码，再用一个不同的编码器对数据进行重新编码。因此，当通过分组网络转发TFO帧，而在蜂窝网络中使用的编码器不同时，下行链路网关必须对编码数据流进行解码。该网关中也不一定支持相配的解码器。
在这两种情况下，上行链路网关应压缩全部数据流，该数据流例如由PCM信号传载。然后，下行链路网关可以对它接收到的数据流进行解压缩，并进一步传送已解压数据。但是正如上面所讨论的，如果可通过分组网络转发TFO帧，执行这种压缩-解压缩就是不适当的。
本发明的目的是提出一种方法，允许对数据通过分组网络传送的途径进行多种选择。特别地，本发明的目的是通过尽可能地利用传载编码数据的帧来传送数据，从而通过分组网络来扩展自由汇接操作。
本发明的目的可以这样实现：通过分组网络来交换有关该分组网络每一边所支持的解码器及自由汇接操作能力的信息。
根据本发明，提供一种传送有关自由汇接操作的信息的方法，其中，
-包含一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元的一个蜂窝网络连接到一个分组网络，
-一个实体连接到该分组网络，该实体可以是一个第二网络或一个终端，以及
-数据通过该分组网络在该分组网络第一侧上所述编码-解码单元与该分组网络第二侧上所述实体之间传送，其特征在于，关于该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息，从第一个网关通过该分组网络发送到分组网络第二侧到第二个网关，第一网关连接蜂窝网络与分组网络，第二网关连接所述实体与分组网络，以便在如下情况下能够在分组网络第二侧将数据帧传送到分组网络：这样的数据帧或者从所述实体接收到，或者可以利用至少从所述实体接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与第一侧上的解码能力相对应。
根据本发明的一种解码信息交换设备是一种用于通过一个分组网络交换信息的设备，它包括
-用于建立有关分组网络它这一侧的自由汇接操作能力的自由汇接操作信息的装置，以及
-通过分组网络传送数据结构的装置，其特征在于它包括
-用于建立有关分组网络它这一侧的解码器的解码信息的装置，
-用于建立一个数据结构的装置，该数据结构中包含所述自由汇接操作信息以及至少某一部分所述解码信息，以及
-用于接收有关网络另一侧的自由汇接操作能力及解码信息的装置，以便在如下情况下能够将数据帧传送到分组网络：这样的数据帧或者从分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从从分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
根据本发明，提供一种用来将第一网络与第二网络的某一侧相连接的网关，其中第二网络是一个分组网络，该网关包括
-用于建立有关分组网络所述侧的自由汇接操作能力的自由汇接操作信息的装置，以及
-通过分组网络传送数据结构的装置，其特征在于它包括
-用于建立有关分组网络所述侧的解码器的解码信息的装置，
-用于建立一个数据结构的装置，该数据结构中包含所述自由汇接操作信息以及至少某一部分所述解码信息，以及
-用于接收有关网络另一侧的自由汇接操作能力及解码信息的装置，以便在如下情况下能够将数据帧传送到分组网络：这样的数据帧或者从分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从从分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
根据本发明的一种解码信息传送设备的特征在于
-它包括用于建立有关一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装置，以及
-所述用于建立解码信息的装置包括用于将至少某一部分所述解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
根据本发明的一个蜂窝网络部件的特征在于
-它包括用于建立有关一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装置，以及
-所述用于建立解码信息的装置包括用于将至少某一部分所述解码信息传送到该蜂窝网络外部的装置。
在根据本发明的方法中，设定在连接中至少包含有一个蜂窝网络的一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元。来自该蜂窝网络的上行链路数据包括解码数据和TFO帧，这些TFO帧传载编码数据、有关所用编码器的详细资料以及与自由汇接操作有关的信令。例如在GSM网络中，这些帧是TFO TRAU帧。如果一个连接中不涉及任何具有TFO能力的编码-解码单元，则不必了解是否要通过一个分组网络传送TFO帧。
在根据本发明的方法中，数据通过一个分组网络在第一个蜂窝网络的TFO编码-解码单元与另一个网络之间传送。两个网络之间可以相连，例如通过网关连接。
这些网关可以转发TFO帧，一些编码器和解码器可以在网关中实现。也可以采取不同于网关的其它一些方式在分组网络的边缘提供TFO帧转发和编解码功能。
在根据本发明的方法中，有关在分组网络第一侧支持的解码功能的信息被传送到网络的另一侧。解码功能可以在一个蜂窝网络(或是与分组网络相连的其它网络)中实现，或者在例如连接该蜂窝网络与分组网络的网关中实现。有关分组网络第一侧上的TFO帧转发能力的信息也被传送。根据该信息，在分组网络另一侧的一个实体，例如一个网关，可以决定如何通过该分组网络传送数据。
根据本发明的方法的基本优点在于，TFO能力和解码特征的交换允许选择传送方法，从而将在一个连接中所使用的编码-解码对的数量减至最少。这样就避免了所传送数据不必要的质量损耗。这样也可以节省网络部件中的一些处理功率，例如编码-解码单元和网关种的处理功率。这些部件可能只转发编码数据而不对数据进行解码。TFO能力和解码特征的交换，也使得在网关从分组网络接收需要用编码器或解码器进行处理的数据之前，就可以给网关加载必需的编码器或解码器。
根据本发明的方法所传送的能力信息使得网关能够例如选择它们如何通过分组网络传送数据。将一个蜂窝网络连接到分组网络的网关就可以如这样转发TFO帧。另一种选择是，网关对所接收的数据进行解码，再用另一个编码器重新编码，并在TFO帧中传送已重新编码的数据。网关也可以对所接收的整个数据流进行压缩并传送已压缩的数据。
同样地，连接其它网络与分组网络的网关也有多种选择。例如，如果网关接收到未编码的数据，它可以用一个编码器对该数据进行编码，该编码器对应于例如在连接端点所使用的解码器。这样，通过分组网络和蜂窝网络传送的数据就只被编码一次。
根据本发明的方法的一个优点在于，它不会改变当前的蜂窝网络。例如在分组网络边缘上的网关可通过监测TFO帧来建立有关解码特征的必要信息。这种监测提供了有关蜂窝网络中的当前连接中所采用的解码方法的信息。
若一个蜂窝网络能够传送有关它所支持的编解码方法的信息，还可以实现更多的优点。例如，一个编码-解码单元可能会接收其中应用了一个编码器的TFO帧，对所接收的编码数据进行解码，然后用另一个编码器对数据进行编码。在这种情况下，可以决定将其中应用了一个编码器的TFO帧通过分组网络进行转发并进一步发送给蜂窝网络。编码-解码单元在将数据发送到连接端点之前先修改数据。
此外，若蜂窝网络和网关传送关于网关的编解码特征和TFO能力的信息，一个或多个编码器(例如，如果在相对的方向上使用不同的编码器)可能在建立一个呼叫时就已被协商。这样，自由汇接操作可能从呼叫开始就启动。这时，只有在每个编码-解码单元以及与之通信的移动台已经分别选择了一定的编码器之后，才在编码-解码单元之间协商自由汇接操作。
至于本发明更多的优点，将结合本发明的优选实施例进行讨论。
下面将参照优选实施例和附图对本发明进行更详细地说明，其中：
图1是两个移动台之间呼叫的示意图，
图2是两个移动台之间通过一个分组网络的呼叫的示意图，
图3是根据本发明第一优选实施例的方法的示意图，其中关于解码的信息从TFO帧中得出。
图4是根据本发明第二优选实施例的方法的示意图，其中关于解码的信息从一个蜂窝网络传送到一个网关，
图5是根据本发明第三优选实施例的方法的示意图，其中在呼叫建立时协商编码和解码。
图6是根据本发明第五优选实施例用于传送TFO信息的设备结构和网络部件的示意图。
以上结合现有技术所进行的说明参照了图1和图2。附图中的相应部分采用相同的参照编号。
图3示出了根据本发明第一优选实施例的方法300，其中，关于分组网络第一侧上的解码能力和TFO能力的信息被传送到分组网络的另一侧。连接到该分组网络上的网络中有一个是蜂窝网络。通过监测TFO帧，建立关于该蜂窝网络的解码能力的数据。这种方法适用于如GSM网络和TFO TRAU帧。
蜂窝网络301的连接中涉及一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元302，301与分组网络303相连接。网关GW1 304可用于连接蜂窝网络301和分组网络303。分组网络的另一侧有另一个网络305，它与该分组网络相连，如通过网关GW2 306连接。
在分组网络的边缘上，例如在网关内，可以实现某些编码器和解码器功能。在第一网关304中实现的编码器组用C(GW1)标记，解码器组用D(GW2)标记。类似地，C(GW2)和D(GW2)表示在第二网关306中实现的编码器和解码器。
当在例如蜂窝网络301中的一个移动终端与第二个网络305中的另一个端点之间已经建立起一个连接时，数据开始在连接的两个方向上流动(设定连接是双向的)。
首先考虑从蜂窝网络301到第二个网络305这个方向。来自该蜂窝网络的上行链路数据流包括TFO帧，其中传载有采用编码器C1编码的数据。该编码器以及用来对下行链路数据进行解码的解码器D2都在TFO帧中被标出来。解码器D2可与编码器C1相对应，但也不必一定如此。编码-解码单元302和移动台用来修改上行链路数据的编码器-解码器对C1-D1可能不同于用来修改下行链路数据的C2-D2对。如果与编码器C1相对应的解码器用C1 -1表示，则与C1相对应的D2则可表示为：C1 -1＝D2。
这样，网关303可以从TFO帧得出关于编码器C1和解码器D2的信息，在图3中由箭头310表示。它通过分组网络传送关于解码器D2、它所支持的解码器D(GW1)的信息，以及它具有TFO能力的信息(箭头320)。TFO能力可以通过传送能力信息来隐含地示出，也可以直接示出，例如通过一条信令消息中的某个TFO指示器来示出。
类似地，第二个网关306可以得出关于可能在第二个网络305中使用的编码器C3和解码器D4的信息(箭头311)。第二个网络不受任何限制，因而它可以是例如一个PSTN。如果是一个PSTN，则不使用编码器和解码器。
第二个网关接收关于分组网络另一侧上的能力的信息。随后它可以决定如何通过分组网络传送它从第二个网络305接收到的数据。例如，若第一个网关没有TFO能力，第二个网关就可能必须压缩它所接收的整个数据流，然后发送整个压缩数据。在此对所有的网关都设定共用一个压缩-解压缩方法对。
如果第一个网关具有TFO能力，第二个TFO网关就有更好的选择。首先来考虑这样一种情况，由具有TFO能力的第二个网关306从第二个网络305接收的数据流包括TFO帧。在这种情况下，第二个网关就可以转发TFO帧，例如当连接端点可以解码帧中的数据，即C3 -1＝D2时。若蜂窝网络301要求到来的数据流除了TFO帧外还要包括解码数据，那么就有两个选择。或者第一个网关303解码数据，即C3 -1∈D(GW1)；或者第二个网关306对IFO帧载送的编码数据进行解码，再用编码器C5进行编码，第一个网关支持其解码器C5 -1。至于避免额外编码方面，只有当C5 -1＝D2且D2∈D(GW1)时，第二网关中的这种编码和解码才有利。这种情况下，第二网关306发往蜂窝网络301的TFO帧可以通过空中接口转发给移动台。但是，若主要目的是保留TFO信令位，则当C5 -1≠D2及C5 -1∈D(GW1)时也在第二网关中进行编码和解码是很明智的。
在第二网关306没有从第二网络305接收TFO帧的情况下，若D2 -1∈C(GW2)，第二网关306可以用D2 -1解码它所接收的数据。若第一网关必须解码TFO帧中的编码数据，则D2 -1∈D(GW2)也一定为真。否则，压缩数据可能是唯一选择。
第二网关可以根据从TFO帧得出的信息和从第一网关接收的信息来选择传送方法。例如，若已预先确定来自分组网络的TFO帧总是在一个解码数据流内进行转发，则不必与第一网关协商传送方法。
接下来考虑从第二个网络305到蜂窝网络301这个方向。第二网关传送关于其TFO能力、其解码器D(GW2)以及关于可能的解码器D4(箭头321)的信息。基于这一信息，第一网关303可以决定是否传送TFO帧。例如，如果第二网关没有指定解码器D4，第一网关就可以推断出传送TFO帧的充分条件是C1 -1∈D(GW2)。这就保证了第二网关可以解码TFO帧中的编码数据，然后进一步发送它。这样，在移动台中以编码器C1对数据进行编码，且只在分组网络的另一侧对它解码。否则，必须在网络的边缘压缩和解压缩这些数据。这就降低了传送数据的质量。
如果第二网关指定了解码器D4，那么与第一网关和解码器D2类似的情况可用于选择传送方法。
如果可以在编码-解码单元之间传载TFO信令并且TFO协商成功，则使用的编码器和解码器应达到下述条件：C1 -1＝D4且C3 -1＝D2。如上述所述，如果任一蜂窝网络都不要求输入的信号包括解码数据，则该点的TFO帧可以简单地在网关之间转发。
上述选择TFO帧转发或压缩整个接收数据流的情况如例所示。上述讨论范围是为了说明，通过只变换特定信息(TFO，D，D(GW)，就可能实现选择传送方法的通用逻辑性。
如果一个网关没有发送关于TFO和解码能力的信息，其它网关可以推断它没有TFO能力。这时，通过分组网络传送数据的唯一选择可能就是压缩整个数据流。
图4示出了根据本发明第二优选实施例的方法400，其中，蜂窝网络通知网关关于它支持的编码器和解码器的信息。蜂窝网络401例如通过第一网关402连接到分组网络302。第二个蜂窝网络403例如通过第二网关404连接到分组网络。
箭头410表示关于编码器C(CN1)和解码器D(CN1)的信息，这些信息由蜂窝网络401传送给第一网关402。这些编码器和解码器受蜂窝网络支持，例如在连接中涉及的有TFO能力的编码-解码单元之中。为简单起见，设定如果蜂窝网络支持解码TFO帧中数据所必需的解码器，蜂窝网络401和403接收只包含TFO帧的输入数据。例如，编码-解码单元可以解码TFO帧中的数据，再用它们与移动台通信所使用的编码器重新编码数据。然后将重新编码的数据发送到移动台。
类似于图3中所示的网关303和306，网关402和404也可以得出用于各个蜂窝网络的编码器和解码器。箭头310表示网关402如何得出使用的编码器C1和解码器D2，箭头311表示网关404如何得出使用的编码器C3和解码器D4。也有可能编码-解码单元直接将关于这些编码器和解码器的信息发送到一个网关。很显然，以下表示是正确的：C1∈C(CN1)、D2∈D(CN1)、C3∈C(CN2)及D4∈D(CN2)。
第一个网关将以下信息传送给第二个网关：TFO能力，使用的解码器D2，以及所支持的解码器D(CN1)和D(GW1)。如图4中箭头420所示。在图4所示的系统中，若C3 -1＝D2，就可能通过分组网络将TFO帧从蜂窝网络403转发至蜂窝网络401，其中TFO帧传载以C3编码的数据。在这种情况下，数据通过该连接时只被编解码一次(见箭头430，其中实心园表示编码，空心圆表示解码)。若C3 -1∈D(CN1)，也可以从第二网关404转发TFO帧。这时，第一个蜂窝网络可以解码TFO帧中的数据，并用D2 -1(箭头431)重新编码。若C3 -1∈D(GW2)且D2 -1∈C(GW2)，则可以选择在第二网关中执行解码和再编码，见箭头432。若关于第一网关402所支持的编码器的信息C(GW1)也传送给第二网关，则当C3 -1∈D(GW1)且D2 -1∈C(GW1)时，也可以转发TFO帧。这时，第一网关解码TFO帧中的数据并用D2 -1重新编码(箭头433)。
同样地，第二网关404传送关于TFO能力、使用的解码器D4以及分组网络上支持的解码器D(CN2)和D(GW2)的信息。至于其他方向，也可能转发TFO帧，例如当C1 -1∈D(GW2)时。如果第二个网络不是蜂窝网络而是例如一个固定的网络，则集合C(CN2)和D(CN2)为空。
再次说明，上述选择TFO帧中继或压缩整个接收数据流的条件如例所示。这里要注意，在某些情况下，关于网关中所支持的编码器的信息有可能值得通过分组网络传送。
图5示出了根据本发明第三个优选实施例的方法500，在蜂窝网络之间协商使用的编码器和解码器。协商可以直接在蜂窝网络之间或经由网关实现。当建立连接时协商已完成，所以网关不必推断来自TFO帧流的编码器和解码器。网关可以执行一些如本发明第二个优选实施例的方法中的解码和再编码。
蜂窝网络501向网关502传送的信息至少是关于所支持的解码器D(CN1)的，网关502将蜂窝网络501与分组网络303相连接，在图5中用箭头510表示。同样，蜂窝网络503向网关504传送关于解码器D(CN2)的信息，网关504连接蜂窝网络503和分组网络303(箭头511)。
网关交换关于网关TFO能力和蜂窝网络解码能力的信息(箭头520、521)。该信息进一步传送给蜂窝网络(箭头530、531)。现在，各个蜂窝网络都知道其它网络的解码能力，它们可以协商用于连接中的编码和解码方法(箭头540)。如果有该网络中所支持的(至少一个)编码器，而且在其他网络中支持相应的解码器，就可以在这些编码器中选择用于该网络的编码器。如果可以选择这样一个共用的编码器-解码器对，则可以告知网关只转发帧。这时，网关不必监测TFO帧流来考虑如何通过分组网络传送，或是考虑是否必须解码和重新编码TFO帧中的数据。如果网关支持解码和再编码，那么通过分组网络传送并以箭头520、530和箭头521、531表示的解码信息，也可以分别包括D(GW1)和D(GW2)。
如果不能选用共用的编码器-解码器对，解码和再编码可在蜂窝网络中完成。同时，网关也会被告知只转发TFO帧。
根据本发明第三个优选实施例的方法可以应用于例如通过一个分组数据网络彼此相连的通用移动通信网络(UMTS)中。在UMTS中，呼叫控制(Call Control)可以限定UMTS-TRAU和移动台之间所使用的编码-解码方法。呼叫控制可以从网关接收关于其它蜂窝网络中支持的解码器的信息。它也可以告知网关只转发TFO帧。
如果连接中涉及的两个蜂窝网络都是UMTS网络，那么在建立连接时的编码器协商过程中，呼叫控制单元可以采用单独的协议。数据可以经由图5所示的网关来传送。
根据本发明第四个优选实施例的方法中，确定了新的协议消息或是对现有协议消息的补充，以便能交换TFO能力和解码能力。对于通过分组网络的实时应用，有特定的数据传送协议，例如特别用于IP网络中的实时传输协议(RTP)。
在网关之间，通过RTP传送的呼叫可以多路复用并经由单一的RTP连接进行传送。RTP控制协议(RTCP)用于在RTP连接的端点之间传送一定的控制命令。例如呼叫建立时，用RTCP来传递关于呼叫端点的信息。呼叫期间，RTCP提供数据发送质量反馈。
考虑连接蜂窝网络与IP网络、并采用RTP通过IP网络传送呼叫的网关。这种网关例如可以监测来自蜂窝网络的数据流。在检测到数据流中的TFO帧之后，它可以用一定的RTCP消息通知其它网关例如以下情况：网关的TFO能力、蜂窝网络中使用的解码器以及网关支持的解码器。
有五种类型的RTCP包，为应用特殊功能定义的APP(应用)型可能是最适于传送TFO和解码能力的。每个RTCP包以一定的包头开始，后面是可能随包类型不同而长度不同的结构化单元。结构化单元包括连续的有效载荷标识符和传载特定信息的有效载荷。可以定义新的有效载荷类型，如网关TFO能力、当前解码器和网关解码器能力。网关解码器能力有效载荷可能是网关所支持的解码器清单，在有效载荷的开始处可确定该清单中的解码器的数量。
此外，有可能传送关于TFO能力和解码能力的信息，例如通过为RTP包定义一种新的有效载荷类型在一个RTP包中传送这些信息。RTP包的有效载荷可以包含与上述RTCP APP包的有效载荷相似的信息。
在H.323网络中，可以利用H.245信令传送TFO和解码能力。与RTP或RTCP消息相比，H.245信令的优点在于所有的H.323网关都支持H.245信令。H.245信令规范定义了H.323端点之间能力信息的交换。通过修改这一信令，使得各端点例如发送其TFO能力信息，并向其他端点列出它所支持的解码器，网关会与这些端点交换有关信息。TFO信息交换消息可能与例如终端CapabilitySet消息相似。
熟悉本技术的人应该很清楚如何修改RTP或RTCP包或者H.245消息，使得关于TFO能力和解码能力的信息可以交换。前面已经简要地讨论了可能对包和消息所做的修改。
网关304、306、402、404、502或504可以包含一个媒体网关(MG)和一个媒体网关控制器(MGC)。在这种情况下，关于TFO能力的信息、关于当前解码器和/或解码能力的信息一般按以下路线传送：MG1-MGC1-MGC2-MG2(一般为双向)。两个MGC之间、一个MGC与一个MG之间或一个网关GW和一个MGC之间传送的信息例如可以是如箭头320、420、520或箭头321、421、521所示的信息。在两个MGC之间或一个网关GW和一个MGC之间可以交换信息，例如利用修改的RTP或RTCP包或是利用H.245消息。在MG和一个MGC之间可以交换信息，例如利用特别为此设计的一种协议或利用协议H.248的增强版。如果蜂窝网络通知网关有关它的编码/解码能力(箭头410、411、510、511)，该信息可以从蜂窝网络传送到一个MG，再由该MG将信息进一步传送到一个MGC，或者直接传送到一个MGC。
图6示出了根据本发明第五优选实施例的设备结构。解码信息交换设备611包含一个在其中建立有关分组网络这一侧的解码能力的解码信息的模块612。在此，分组网络这一侧指网关和/或蜂窝网络。关于蜂窝网络所支持的解码器的信息可以包含在如一个配置文件中，或者这些信息也可以从蜂窝网络在线接收(解码信息传送设备601中的解码信息块602)。
解码信息块612可以包括块613，它负责推断当前连接中的编码器和/或解码器。信息可以从TFO帧中得出，或者在蜂窝网络中可能有一个TFO扩展设备601，它包含块603，指示在一定连接中使用的编码器和解码器。
解码信息交换设备获得关于分组网络边缘上TFO能力的信息，如一个网关(块614)中的TFO能力信息。来自块612-614的信息被收集起来，并在数据结构块615中创建包含至少部分编码信息和TFO能力信息的数据结构。利用输入-输出块616通过分组网络发送该数据结构。相同的I/O块用于接收来自相似网关设备的数据，并从接收数据中推断出分组网络另一侧上的解码和TFO能力(块617)。如果没有接收到数据，有可能得出结论：其它网关不支持任何编码器或解码器，不具备TFO能力。
基于所接收的信息，在决定块618中决定如何处理输入的TFO帧。有可能蜂窝网络发出指令(块605)，这些指令被解码信息交换设备接收(块619)，影响处理TFO帧的决定。
蜂窝网络中解码信息传送设备601也可以包含一个协商块(604)，它可以接收和发送关于可用编码器和解码器的信息，并协商将在一定连接中使用的编码器和解码器。这种协商在呼叫建立期间可能已经进行。
解码信息交换设备611最好装配在连接一个网络与分组网络的网关610中。如果通过网关与分组网络相连的网络不是一个蜂窝网络，则块613并不是必需的。如果网关包含一个MG和一个MGC，那么解码信息交换设备611一般是MGC的一部分。MG负责例如执行实际的解码-编码(如图4所示)，如果在一定连接中有这样的功能需要的话。
解码信息传送设备601可能装配在某个蜂窝网络部件600中。例如，可以装配在编码-解码单元中。
考虑这样一种情况：支持用于蜂窝网络的编码器和解码器的一个终端设备直接与分组网络相连。而且，该终端设备可以发送和接收TFO帧中的编码数据。如果该终端设备包含解码信息交换块611，那么该终端就可以发送关于其解码能力的信息，并接收关于分组网络另一侧的一个蜂窝网络的解码能力的信息。
如果终端设备中采用一种与蜂窝网络的一个移动台中所采用的解码方法相对应的编码方法，该终端就可以选择那种方法来对数据进行编码。然后，编码数据可以在TFO帧中传送给蜂窝网络。在反方向上，可以选择蜂窝网络中的编码方法，使得该终端设备支持相应的解码器。另一种选择是，由蜂窝网络或是连接蜂窝网络与分组网络的网关来执行解码和重新编码。
例如，该终端设备可以是一个包含解码信息交换块611的H.323终端。分组网络可以是例如一个IP网络，通过它进行H.323电话业务。
本发明不限定通过分组网络的数据传送方法的选择。根据本发明，通过改变关于分组网络每一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息，网关、与分组网络相连的网络，或者某个连接的端点，都能选择一种适当的方法来处理要传送的数据。

Claims (28)

1.用于传送有关自由汇接操作信息的一种方法(300、400、500)，其中
—一个蜂窝网络与一个分组网络相连，该蜂窝网络包含一个具有自由汇接操作能力的编码-解码单元，
—一个实体与该分组网络相连，该实体可以是一个第二个网络或是一个终端，以及
—数据通过该分组网络，在位于该分组网络第一侧的所述编码-解码单元与位于该分组网络第二侧的所述实体之间传送，其特征在于
—关于该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息，通过该分组网络传送(320、420、520)到该分组网络的第二侧，以便在如下情况下能够在该分组网络所述第二侧将数据帧传送到该分组网络：这样的数据帧或者从所述实体接收到，或者可以利用至少从所述实体接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与第一侧上的解码能力相对应。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，关于该分组网络第二侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息被传送(321、421、521)到该分组网络的第一侧。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，该蜂窝网络通过一个第一网关连接到该分组网络，所述实体通过一个第二网关连接到该分组网络，所述信息从第一网关传送到第二网关。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述第一网关包含一个媒体网关和一个媒体网关控制器，所述信息从该媒体网关控制器传送到第二网关。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，该分组网络第一侧上的自由汇接操作能力和解码能力，以及当前用于该分组网络所述侧上的蜂窝网络中的解码方法，都被传送(320)到该分组网络的第二侧。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，关于当前解码方法的信息从自由汇接操作帧中得出(310、311)，这些帧包含在发往该分组网络的数据流中。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，关于当前用于该分组网络第一侧上的蜂窝网络中的编码方法的信息从自由汇接操作帧中得出(310、311)，这些帧包含在发往该分组网络的数据流中。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于，关于该分组网络第一侧上的蜂窝网络的解码能力的信息，被传送(420、520)到该分组网络的第二侧。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于，关于该分组网络第一侧上的蜂窝网络的解码能力的信息，是通过从所述蜂窝网络传送所述信息来建立的(410，510)。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述实体是一个蜂窝网络，而且
—每个蜂窝网络的编码和解码能力被传送到其它蜂窝网络，以及
—当某个连接建立时，在这些蜂窝网络之间协商(540)在该连接中使用的编码和解码方法。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，关于如何传送来自每个蜂窝网络的数据流的指令被从蜂窝网络发送(550、551)给该分组网络。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于，采用某种为实时应用定义的协议通过该分组网络传送呼叫；采用某种用于实时应用的协议，将关于该分组网络第一侧上的解码能力和自由汇接操作能力的信息传送到该分组网络第二侧。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，关于解码能力和自由汇接操作能力的信息在实时传输协议控制协议消息中传送。
14.根据权利要求12的方法，其特征在于，关于解码能力和自由汇接操作能力的信息在实时传输协议消息中传送。
15.根据权利要求12的方法，其特征在于，关于解码能力和自由汇接操作能力的信息在H.245信令消息中传送。
16.一种解码信息交换设备(611)，用于通过一个分组网络交换信息，该设备包括
—装置(614)，用于建立关于该分组网络它这一侧上的自由汇接操作能力的自由汇接操作信息，以及
—装置(616)，用于通过该分组网络发送数据结构，其特征在于它还包括
—装置(612)，用于建立关于该分组网络它这一侧上的解码器的解码信息，
—装置(615)，用于建立一种包含所述自由汇接操作信息和至少某一部分所述解码信息的数据结构，以及
—装置(617)，用于接收关于该网络另一侧上的自由汇接操作能力的信息和解码信息，以便在如下情况下能够将数据帧传送到该分组网络：这样的数据帧或者从该分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从该分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
17.根据权利要求16的设备，其特征在于，
—所述用于建立解码信息的装置(612)包括装置(613)，用来建立关于通过该分组网络的一定连接中使用的解码器的信息。
18.根据权利要求16的设备，其特征在于它还包含用于接收关于处理自由汇接操作帧的指令的装置(619)。
19.一种网关(610)，用于连接第一网络和第二网络的某一侧，该第二网络是一个分组网络，这种网关包括
—装置(614)，用于建立关于第二网络所述侧上的自由汇接操作能力的自由汇接操作信息，以及
—装置(616)，用于通过第二网络发送数据结构，其特征在于它还包括
—装置(612)，用于建立关于第二网络所述侧上的解码器的解码信息，
—装置(615)，用于建立一种包含所述自由汇接操作信息和至少某一部分所述解码信息的数据结构，以及
—装置(617)，用于接收关于第二网络另一侧上的自由汇接操作能力信息和解码信息，以便在如下情况下能够将数据帧传送到该分组网络：这样的数据帧或者从该分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从该分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
20.一种解码信息传送设备(601)，其特征在于
—它包含用于建立关于一个蜂窝网络中解码器的解码信息的装置(602)，以及
—用于建立解码信息的所述装置(602)包含用于以下情况的装置：用于将至少某一部分所述解码信息传送给一个网关，该网关连接该蜂窝网络和一个分组网络；用于将所述至少某一部分所述解码信息从该网关进一步通过该分组网络上传送到该分组网络另一侧；用于在如下情况下能够将数据帧传送到该分组网络：这样的数据帧或者从该分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从该分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
21.根据权利要求20的设备，其特征在于，所述用于建立解码信息的装置(602)包含装置(603)，装置(603)用于建立关于某一连接中所使用的解码器的信息。
22.根据权利要求20的设备，其特征在于，
—所述用于建立解码信息的装置(602)，包含用于建立关于该蜂窝网络中可用的编码器和解码器的信息的装置，以及
—该设备还包含装置(604)，用于协商在某一连接中所使用的编码器和解码器。
23.根据权利要求22的设备，其特征在于，它还包含装置(605)，用于指示该蜂窝网络之外的网络部件处理沿所述连接传送的数据。
24.一种蜂窝网络部件(600)，其特征在于
—它还包含装置(602)，用于建立关于一个蜂窝网络中解码器的解码信息，以及
—所述用于建立解码信息的装置(602)包含用于以下情况的装置：用于将至少某一部分所述解码信息传送给一个网关，该网关连接该蜂窝网络和一个分组网络；用于将所述至少某一部分所述解码信息从该网关进一步通过该分组网络上传送到该分组网络另一侧；用于在如下情况下能够将数据帧传送到该分组网络：这样的数据帧或者从该分组网络它这一侧接收到，或者可以利用至少从该分组网络它这一侧接收到的信息产生，所述数据帧传载编码数据以及有关自由汇接操作的信令信息，对这些数据帧中的编码数据的编码与所述另一侧上的解码能力相对应。
25.根据权利要求24的蜂窝网络部件，其特征在于，所述用于建立解码信息的装置(602)包含装置(603)，装置(603)用于建立关于通过该分组网络的某一连接中所使用的解码器的信息。
26.根据权利要求24的蜂窝网络部件，其特征在于它还包含装置(604)，用于与另外的蜂窝网络协商某一连接中所使用的编码器和解码器。
27.根据权利要求26的蜂窝网络部件，其特征在于它还包含装置(605)，用于指示该蜂窝网络以外的网络部件处理沿所述连接传送的数据。
28.根据权利要求26的蜂窝网络部件，其特征在于它是通用移动通信系统网络的一个网络部件。
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