CN1221267A - 非连续传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

通信系统中提供非连续传输的一种方法和装置。按照本发明,仅根据伪帧、静音描述符帧以及语音帧完成提供非连续传输的信道编码,而不需要语音编码器(111)提供附加信息。当一个静音描述符帧之后跟着一个伪帧时,信道编码器(113)进入非连续传输模式,并且在接收到一个语音帧时,退出非连续传输模式。本发明可以应用于免汇接操作中采用非连续传输的GSM系统,但并不局限于此。

Description

非连续传输的方法和装置

本发明涉及通信系统中非连续传输的一种方法和装置。

在采用电路交换技术的许多通信系统中，接收机和发射机之间建立静态通信链路，而与该链路的即时使用无关。一个例子是标准电话连接，其中连接在整个通话过程中是静态的，而与用户是否正在谈话无关。

另一个例子是全球移动通信系统(GSM)，其中标准模式下的发射机发送恒定数据速率，而不考虑谈话的停顿。这导致了不必要的传输，增加了给定呼叫所引起的干扰值。为了减少干扰，GSM规范包括非连续传输(DTX)选项，其中谈话停顿期间不传输语音数据，而是在空中接口的一小部分时隙中传送与背景相关的数据。

GSM中使用的语音编码器生成语音帧中的数据，为了应用非连续传输，已经开发了确定每一帧是否包含语音的语音编码器。将这个信息与该帧一起提供给发射机，信道编码器利用该信息确定该传送什么。将帧转换成适于传输的格式的操作称为信道编码，发射机的该功能模块则称为信道编码器。GSM中包含与背景噪声相关数据，而不是语音数据的帧被表示成静音描述符帧，或者特定地称作SID帧。这样，GSM语音编码器在每个帧时间段中生成一个语音帧或静音描述符帧。如果工作在非连续传输模式下，则信道编码器仅通过空中接口传送一小部分静音描述符帧。

在通信系统，例如GSM中，基站包含一个语音解码器，当呼叫是两个移动台之间的呼叫时，语音解码器将从移动台接收的帧转换成未压缩的语音数据，然后寻路到另一基站。当从移动台接收时，除了接收语音帧和静态描述符帧之外，还可能接收到伪帧。伪帧包括不作为语音帧或静态描述符帧接收的所有帧，通常等于错误接收的帧。它还包括接收机在非连续传输停顿期间生成的帧。语音编码器在根据接收帧生成语音信号时补偿这些伪帧。

如果省略两个相连基站中进行的语音编码和解码，则移动台的移动呼叫语音质量将得到提高。这称为免汇接(tandem free)操作，目前包括在GSM系统的规范中。但是，因为实现非连续传输的已知方法使用了语音编码器所生成的信息，所以该方法无法用于采用免汇接操作的呼叫。

因此，提供一种用于免汇接操作中非连续传输的方法是有利的。

按照本发明，提供了通信系统中一种非连续传输的方法，该方法包括下述步骤：当第一静音描述符帧之后跟着第一伪帧时，进入非连续传输模式；在接收到第一语音帧时，离开非连续传输模式。该方法还包括存储第二静音描述符帧的步骤，以及在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧。

按照本发明的第二方面，提供了通信系统中信道编码的一种方法，它包括下述步骤：如果未处于非连续传输模式，并接收到伪帧，则发送填充帧。

按照本发明的另一不同方面，提供了通信系统中提供非连续传输的一种发射机，它包括：当第一静音描述符帧之后跟着第一伪帧时，进入非连续传输模式的装置；以及在接收到第一语音帧时，离开非连续传输模式的装置。发射机还可以包括存储第二静音描述符帧的装置；以及在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧的装置。

因此，本发明提供了实现非连续传输的发射机装置，包括信道编码器，其输入由语音帧、静音描述符帧以及伪帧组成，而不需要语音编码器提供信息。

下面仅通过例子，结合附图描述本发明的一个实施例。

图1示出了按照现有技术的语音通信系统，本例中是GSM系统。

图2示出了采用免汇接操作的通信系统。

图3示出了提供非连续传输的方法的流程图。

图4示出了非连续传输模式下处理帧的方法的流程图。

图1示出了采用非连续传输的通信系统100的例子。这里给出的例子对应于GSM通信系统中移动台到移动台的呼叫。

发送语音信号的第一发射机101包括第一语音编码器105和第一信道编码器103。语音编码器105将语音信号转换成适当的数据格式。这种转换一般包括某种形式的语音压缩。信道编码器103将语音编码器105提供的数据转换成适于发送给第一接收机108的形式。该接收机包括第一信道解码器107，它将接收数据转换成适于第一语音解码器109的格式，第一语音解码器109将数据转换成语音信号。信道编码器和解码器一般包括将前向纠错编码、解码以及交织和去交织功能。

接收的话音信号被寻路到第二发射机112，第二发射机112包括第二语音解码器111和第二信道解码器113。第二接收机115接收发送信号，它包括第二信道解码器117和第二语音解码器119。

在GSM通信系统的例子中，第一发射机101对应于与第一基站有上行链接的第一移动台。第一接收机108对应于该基站的接收机，并且本例中接收的语音信号通过GSM网络寻路到第二基站。在给定的例子中，第二发射机112对应于该第二基站的发射机，它与第二接收机115所代表的第二移动台具有下行链接。

第二语音编码器111直接跟着第一语音解码器109的串联形式导致了质量下降，因为语音解码和编码处理有所损失。因此，如果象图2所示那样将其略去，则可以提高质量。在两个基站中完成略去语音解码和编码操作的选择包括在GSM系统规范中，被称为免汇接操作。

语音信号的非连续传输可以大大减少资源使用以及通信系统中的干扰。GSM包括非连续传输选择，其中在语音停顿期间以低得多的数据速率发送与背景噪声相关的数据。非连续传输由信道编码器根据语音编码器的输入加以控制。参看图1，第二发射机112和第二接收机115之间的非连续传输将由第二信道解码器113根据第二语音编码器111的数据加以控制。本发明考虑下述情况：通过将第一信道解码器107所生成的帧直接馈送到第二信道编码器113来实现免汇接操作。

下面的描述考虑第一和第二基站中独立的语音解码器和编码器的情况。但是，本发明决不受限于这种情况，技术人员显然知道信道编码器和解码器所完成的功能可以在系统其它地方实现，或者分布式实现。

这样，第二信道编码器113并不具有第二语音编码器提供的信息。此外，该信道编码器将生成语音编码器无法生成的帧。这些被称作伪帧的帧可以例如包括接收到的具有太多差错而无法正确解码的帧，以及在非连续传输的停顿期间生成的帧。

在GSM通信系统的例子中，语音编码器每20 msec接收一个语音信号并生成一个新帧。语音编码器包括一个话音行为检测器(VAD)，它确定该帧是包含语音数据还是对应于语音停顿。如果该帧没有包含语音，则生成一个静音描述符(SID)帧，并置位一个标记SP，向信道解码器指示该信息。如果采用免汇接操作，则该标记对信道编码器并不可用。GSM信道解码器将象提到的那样还生成伪帧，意味着不是SID帧和语音帧的帧。这些帧在某一帧丢失或者DTX期间没有发送帧时出现，并通过将GSM标记BFI设置成1来表示。从信道解码器接收的语音帧可以通过GSM标记SID等于0来识别，而SID帧的SID标记被设置成1或2。

图3通过例子示出了按照本发明提供非连续传输的方法的流程图300。该例的基本原理是：不仅根据语音帧和静音描述符帧进行信道编码，而且允许接收伪帧。并且它不要求例如有语音编码器时应当提供的附加信息。该方法允许在采用免汇接操作的通信系统，例如图2所示GSM系统的例子中实现非连续传输。下面描述中的特定例子涉及采用非连续传输的GSM系统以及免汇接操作。

在图3所示处理的开端，信道编码器113处于非连续传输模式。第一步301包括接收一个帧。步骤303确定接收的帧是否是语音帧，如果是，在返回步骤301之前，在步骤305对其进行处理。在GSM中，语音帧的处理对应于完成必要的编码和数据处理，并通过空中接口将其发送。

如果接收的帧不是语音帧，则步骤307确定它是否是伪帧，如果是，则在返回步骤301之前，在步骤309对其进行处理。在GSM中，这种处理最好包括在传输中插入一个填充帧，当远端单元接收到该填充帧时，移动台的语音解码器将生成一个替换语音帧。可选地，信道编码器可以包括生成替换语音帧并将其发送给远端单元的装置。如果接收的帧既不是伪帧，也不是语音帧，则它必然是一个静音描述符帧，这在步骤311中由信道编码器处理。在GSM中，该处理最好包括向远端单元发送一个SID帧。

步骤311之后，信道编码器在步骤313接收下一帧。在步骤315，确定这是否是一个语音帧，如果是，在返回步骤301之前，在步骤317对其进行处理。在GSM中优选处理包括按照GSM规范所提出的协议向移动台发送一个语音帧。

步骤319确定接收帧是否为一个静音描述符帧，如果是，在返回步骤301之前，在步骤321对其进行处理。可选地，根据特定实施例的不同，步骤321之后可以是步骤323或步骤311。在采用DTX的GSM非汇接操作中，无法连续接收两个SID帧，因此，永远无法到达步骤321。

当信道编码器接收到一个静音描述符帧，之后是一个伪帧时，到达步骤323，信道编码进入非连续传输模式。在步骤325中，按照这种非连续传输模式协议处理当前帧。

图4的流程图400示出了在采用DTX的免汇接操作的GSM系统的非连续模式中处理帧的优选方法。在不同侯01，确定接收的帧是否为一个SID帧。如果是，在步骤403中将其存储，用于后续传输。在步骤405中，确定GSM协议是否需要通过空中接口传送SID帧。如果是，则在步骤407中发送存储的SID帧。如果不是，则信道编码器在步骤409中处理，其特征在于没有通过空中接口进行传输。

在采用免汇接操作和DTX的GSM系统中，第一接收机108和第二发射机112之间的同步可以如下：要求通过空中接口发送一个SID帧，然后由信道编码器予以接收。例如，如果信道进入非连续传输模式，则可以在从信道解码器107接收下一SID帧之前，需要发送一个SID帧。但是在这种情况下，在进入非连续传输模式的稍前时刻接收SID帧并在步骤311中予以处理。因此，优选处理是SID帧存储在步骤311。在图4所示处理中，这种情况下的SID帧在需要时总是可用于传输，尽管在第一次进入非连续模式时将重复同一个SID帧。这也可以是在非连续传输期间丢失一个SID帧的情况，该情况发生在信道编码器接收到一个GSM指定标记SID和TAF都等于1的帧。

在处理完当前帧之后，信道编码器在步骤327接收一个新帧。在步骤329，确定接收的帧是一个语音帧，如果不是，则信道编码器返回步骤325。如果接收到语音帧，则信道编码器在步骤331退出非连续传输模式。然后，在返回步骤301之前，在步骤333处理语音块。对GSM而言，语音块的处理包括象步骤305那样通过空中接口发送该语音块。

在信道编码器中实现所描述方法的优选选择是：在适当计算设备，例如微处理器或数字信号处理器中以软件程序形式运行上述处理。本领域技术人员可以在不偏离本发明的前提下，以任何已知方法予以替换。

Claims (16)

1．通信系统中一种非连续传输的方法，该方法包括下述步骤：

当第一静音描述符帧之后跟着第一伪帧时，进入非连续传输模式；以及

在接收到第一语音帧时，离开非连续传输模式。

2．根据权利要求1的方法，还包括步骤：

在接收到所述第一静音描述符帧时，发送所述第一静音描述符帧。

3．根据权利要求1的方法，还包括步骤：

存储第二静音描述符帧；以及

在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧。

4．根据权利要求3的方法，其中在非连续传输模式下，传输仅发生在需要发送静音描述符帧时。

5．通信系统中的一种信道编码方法，该方法包括下述步骤：

当未处于非连续传输模式且接收到一个伪帧时，发送一个填充帧。

6．根据权利要求5的方法，还包括下述步骤：

当一个静音描述符帧之后跟着一个伪帧时，进入非连续传输模式；以及

在接收到一个语音帧时，离开非连续传输模式。

7．根据权利要求6的方法，还包括步骤：

存储第二静音描述符帧；以及

在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧。

8．采用免汇接操作的GSM通信系统中一种非连续传输的方法，该方法包括下述步骤：

当第一静音描述符帧之后跟着第一伪帧时，进入非连续传输模式；以及

在接收到第一语音帧时，离开非连续传输模式。

9．根据权利要求8的方法，还包括步骤：

在接收到所述第一静音描述符帧时，发送所述第一静音描述符帧。

10．根据权利要求8的方法，还包括步骤：

存储第二静音描述符帧的步骤；

以及在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧。

11．根据权利要求10的方法，其中在非连续传输模式下，传输仅发生在需要发送静音描述符帧时。

12．采用免汇接操作的GSM通信系统中一种信道编码的方法，该方法包括下述步骤：

当未处于非连续传输模式且接收到一个伪帧时，发送一个填充帧；

当一个静音描述符帧之后跟着一个伪帧时，进入非连续传输模式；以及

在接收到一个语音帧时，离开非连续传输模式。

13．通信系统中提供非连续传输的一种发射机，它包括：

当第一静音描述符帧之后跟着第一伪帧时，进入非连续传输模式的装置；以及

在接收到第一语音帧时，离开非连续传输模式的装置。

14．根据权利要求13的发射机，其中在接收到所述第一静音描述符帧时，发送所述第一静音描述符帧。

15．根据权利要求13的发射机，还包括：

存储第二静音描述符帧的装置；以及

在非连续传输模式下，如果协议要求发送静音描述符帧，则发送所述第二静音描述符帧，直至接收到第三静音描述符帧的装置。

16．根据权利要求15的发射机，其中在非连续传输模式下，传输仅发生在需要发送静音描述符帧时。

Images