CN1252953C

CN1252953C - Cdma电路数据与话音业务并行实现的方法和设备

Info

Publication number: CN1252953C
Application number: CN 01132310
Authority: CN
Inventors: 张诗壮; 肖荣建; 辛勤; 王立军; 何伟; 夏红兵
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2021-11-23
Also published as: CN1423442A

Abstract

本发明公开了CDMA电路数据与话音业务并行实现的方法和设备。所述的设备包括：通信控制器，通过三条数据总线和地址总线分别与可编程逻辑器件、网络接口单元和数据通信单元相连接，进行数据交互；所述的可编程逻辑器件，接收来自数字信号处理器(DSP)阵列1和DSP阵列2的数据，同时还与中继接口单元进行高速串行总线(HW)的时隙信号合成以及根据DSP的时钟要求进行同步时钟的调整；所述的DSP阵列1和DSP阵列2通过共用的数据总线和地址总线，与所述的数据通信接口单元进行数据以及信令的传递。本发明比较好的避免了现有CDMA业务处理系统较为复杂的结构，以及冗余的设备配置，能够在最简单的配备情况下，采用软件灵活设置，实现话音业务资源以及电路数据业务资源的共享。

Description

CDMA电路数据与话音业务并行实现的方法和设备

技术领域

本发明涉及到码分多址(CDMA)系统，特别是涉及到CDMA系统中低速电路数据业务(主要包含G3传真以及异步数据业务)以及话音业务的并行实现方法和设备。

背景技术

在有线以及无线通讯业务中，无论是现在还是将来，电路数据业务与话音业务都是其中最主要的业务。但是二者的特点不一样，对于二者的处理方法也各不一样。电路数据业务突发性强，对于传输以及处理时延不敏感，传输数据量随业务协商的种类不同有着较大的差别；而话音业务以20ms为周期，按帧传输，对于传输以及处理时延敏感，由于采用了变码率声码器算法，数据量随着实际通话情况变化。正是由于两种业务的这些差异，在对二者的实际处理时，现有的实现方法中往往采用将电路数据业务与话音业务作为两种资源，在实体上对应于两套物理设备：一套专用于电路数据业务，而其余的用于话音业务。美国专利US05729536中就是使用该种方法。该种方法存在话音业务转电路数据业务，处理流程会比较复杂；并且从设备的硬件实现角度而言，作为两种资源，并非完全独立，但是又不是完全的一对一的关系，设计时处理地面链路的物理连接时，比较复杂，解决的方案有：一种方案将是两种资源按照一定的比例固定对应关系，两种资源在物理上的连接也相对固定，该方法必然导致在两种资源的背后需要增加一级交换以及相应的资源分配控制，物理结构复杂，集成度低，设备成本高，并且降低了系统的稳定性；另一种方案就是地面链路仍然从声码器资源侧与MSC相连，电路数据业务在地面链路侧的发送和接收仍然在声码器处完成，与空中的信号处理部分在电路数据业务资源处处理完成，该方法的弊端是必然导致使得两种资源之间的数据流量增加。

发明内容

本发明要解决的任务是在同一个物理平台上并行实现话音业务和电路数据业务的功能，由此提出一种设备及在此设备中实现的方法。在本发明中，并行的含义是指设备同时支持话音业务和电路数据业务，并且业务之间的切换是无缝的。

本发明所述的设备包括：通信控制器，通过三条数据总线和三条地址总线分别与可编程逻辑器件、网络接口单元和数据通信单元相连接，进行数据交互；所述的可编程逻辑器件，接收来自数字信号处理器(DSP)阵列1和DSP阵列2的数据，同时还与中继接口单元进行高速串行总线(HW)的时隙信号合成以及根据DSP的时钟要求进行同步时钟的调整；所述的用于数据业务的DSP阵列1和用于语音业务的DSP阵列2通过共用的数据总线和地址总线，与所述的数据通信接口单元进行数据以及信令的传递。

如上所述的设备中，所述的网络接口单元，通过时分复用(TDM)总线与基站控制器(BSC)分组交换网络的话音、数据以及信令的交互功能；

如上所述的设备中，所述的中继接口单元，通过TDM总线与移动交换中心(MSC)之间的E1/T1传输。

如上所述的设备中，所述的DSP阵列1由多个DSP组成，该部分仅在有电路数据业务时应用。

如上所述的设备中，所述的DSP阵列2由多个DSP组成，完成语音信号的声码器功能。

如上所述的设备中，所述的DSP阵列1中的DSP数量与所述的DSP阵列2的DSP中的数量满足1∶N的比例关系，其中N为大于1的整数。

本发明所提供的方法，主要包括步骤：

(1)、在通信控制器接收到业务协商的选项之后，判断业务的类型；

(2)、如果是话音业务，则通信控制器配置DSP阵列2，在DSP阵列2中进行话音业务的处理；

(3)、如果是电路数据业务，则通信控制器继续判断是否是属于语音转数据的业务；

(4)、如果不属于语音转数据的业务，则通信控制器选择DSP阵列1，在DSP阵列1中进行电路数据业务处理；

(5)、如果属于语音转数据的业务，如果存在话音转数据的业务协商，则通信控制器需要进行相应的资源分配、释放以及初始化，然后通信控制器选择DSP阵列1进行电路数据业务的处理，同时释放DSP阵列2中已经分配的处理对应该路语音业务的资源。

附图说明

图1和图2是在前文背景技术中提到的美国专利US05729536的方法在硬件上对应的两种解决方案。

图3是CDMA系统的业务实现基本接口示意图。

图4是实现本发明功能的CDMA系统BSC基本模块内部连接示意图。

图5是本发明所提出的设备的基本结构框图。

图6是本方法的原理图。

图7是本发明提出的方法的基本流程。

图8是话音业务的基本处理流程。

图9是数据业务的基本处理流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，来具体介绍在最小系统设备中如何并行实现电路数据业务以及话音业务的方法，方便本领域的技术人员更加理解本发明的上述特点。

如图1所示，是声码器资源，电路数据业务资源以及数字中继单元作为独立设备时的示意图。101是声码器资源设备，102为电路数据业务资源设备，103为数字中继设备。101与102共享103的数字中继。在实现话音转电路数据的流程时，需要通知101，102以及103的所有设备，实现切换，由于该解决方案需要跨设备，导致配合流程比较复杂。

图2的基本原理与图1一样，只是将图1中的103的数字中继部分集成到声码器设备中，得到201。在实现数据业务时，需要从相应的数字中继部分收发数据，同时送到201中进行相关协议处理，在该解决方案中，数据来回在201以及202之间交互，这样必然会增加网络的负荷。

图3是CDMA系统的业务实现基本接口示意图。与话音以及电路数据业务处理有关的接口包含：301与303之间的接口，301与302之间的接口。IWF(InterWorking Function)(302)的逻辑位置有两种选择：作为MSC的一部分或BSC的一部分。将IWF作为MSC的一部分有以下好处：与MSC相连的多个BSC可以共享同一个IWF，从而可以节省资源，减少投资；大大简化数据业务切换过程，A接口不必为数据业务增加单独的信令(例如与计费有关的信令)。如果IWF放在BSC侧，由于切换时不能改变IWF，而BSC之间没有互连的话，数据必须经由A接口及ANSI41接口返回到BSC侧IWF处理，从而使得切换过程很复杂，并且耗用资源。此外，在开放性A接口系列标准IOS中，明确指出IWF应作为MSC的一部分。相应的中国规范及运营商也倾向于这种结构。因此，本发明基于将IWF作为MSC的一部分进行。301与302之间的接口协议不是唯一的，本发明不涉及该部分的具体讨论。301与303之间的电路数据业务接口采用IS-728协议中规定的ISLP。其功能为：ISLP向其高层主要是提供空中接口数据速率与更高的系统间数据速率的适配功能。涉及到的具体操作为：标志位的插入以及删除，插零以及删零。在本发明中，是采用高速数据链路控制器(HDLC)来实现这一协议的。

图4是实现本发明功能的CDMA系统BSC基本模块内部连接示意图。电路数据与话音处理单元408是本发明提出的设备，主要完成话音以及电路数据业务的并行处理，并且提供与MSC(407)的链路接口以及完成相应的控制，资源分配功能。呼叫处理单元402主要完成业务的呼叫处理，定时模块403为整个CDMA系统提供系统时钟，BTS接口控制单元405是BSC与BTS的接口单元，BSC网络接口控制单元406提供电路数据与话音处理单元408与BSC分组交换网络401之间的数据通道与控制。操作维护单元404完成整个系统的操作维护以及性能分析，诊断。

图5是本发明提出的实现电路数据与话音并行处理设备的主要结构示意图，也就是图4中的电路数据与话音处理单元408的结构图。511表示DSP阵列1，该阵列由多个数字信号处理器组成，属于专用电路数据业务处理单元，主要完成ISLP协议(IS-728协议)的处理，该部分仅在有电路数据业务时应用。510表示DSP阵列2，它也是由多个数字信号处理器组成，主要完成CDMA语音信号的功能，包括IS-127协议中增强性可变速率声码器(EVRC)，IS-96协议中高通码激励线形预测编码(QCELP)8K以及IS-733协议中的QCELP 13K。511与510中数字信号处理器的配比关系遵循1∶N的准则，并且二者共用地址以及数据总线，如图中的虚线表示，510，511与通信控制器509之间的数据以及信令传递通过数据通信单元508，属于共有的资源，在物理上由双端口(或者多端口)存储器器件组成。主控器件通信控制器509主要完成与网络接口部分504的数据交互，设备所有接口以及部件的监控维护，数据，语音以及信令的复用/解复用处理，选择器的功能，RLP协议的处理，时隙的分配，电路数据业务处理单元与声码器单元的资源分配与管理等。可编程逻辑器件507，主要完成设置相应的控制字，实现电路数据与话音信号的时隙合成，送往中继接口单元505。本设备的接口部分包含两大部件：网络接口单元504以及中继接口单元505。前者主要完成声码器单元、电路数据业务单元与CDMABSC(基站控制器)分组交换网络的话音、数据以及信令的交互功能。后者完成内部交换以及与MSC(501)之间的E1/T1传输。

图6是本发明的方法原理图，用来说明话音业务处理单元与数据业务处理单元的灵活配置关系。本发明中将业务处理单元603分为两种：声码器单元601以及电路数据业务处理单元602。根据实际使用电路数据业务的情况，可以将601与602以N∶M的比例进行全连接分配，在实际分配时，在声码器单元601已经确定的情况下，可以从602中任意分配空闲的电路数据处理单元，实现资源共享。

图7是本发明提出的实现方法流程图。首先进行业务处理单元的资源配置。当通信控制器接收到数据后，判断业务的类型。如果是话音业务，则在DSP阵列2中进行话音业务的处理，话音业务的具体处理流程如图8所示。如果是电路数据业务，则判断是否存在话音转数据的业务协商。如果不存在话音转数据的业务协商，则在DSP阵列1中进行电路数据业务处理，具体处理流程见图9的详细说明。如果存在话音转数据的业务协商，则需要进行相应的资源分配、释放以及初始化工作，即：由通信控制器通知DSP阵列及可编程逻辑器件，进行无线链路协议(RLP)、系统互联协议(ISLP)以及TDM总线的寄存器等相应配置的初始化工作，然后再由DSP阵列1进行电路数据业务的处理。

图8是图7中所述的话音业务处理步骤的基本流程，分为前向链路和反向链路，下面分别介绍。

在反向链路时：801业务处理单元从网络接口部分接收本单元的数据，进行好帧坏帧的选择，然后进行帧的解复用802，将得到的语音包送往相应的声码器处理单元进行解码805，同时进行步骤803与804设置对应的时隙配置字，产生控制信号。对应的声码器单元在对应的时隙将解码806，得到的脉冲编码调制(PCM)数据进行合成807，对完成后的时分复用信号进行相应的处理808。

在前向链路时：根据804步骤得到的时隙控制字，完成时分复用信号的接收807，送往相应的语音声码器单元进行编码处理806，将得到的语音包送往复用解复用单元805，与信令复用得到前向业务帧802，送往相应的选择器单元进行复制，送往移动台所处的BTS。

图9表述的是图7中所述电路数据业务处理步骤的基本流程，同样也是分为前向链路和反向链路。

在反向链路时：业务处理单元从网络接口部分接收本单元的数据，送往选择器中进行好帧坏帧的选择901，然后进行帧的解复用得到相应的电路数据业务包902，送到RLP处理进程903，包括完成数据帧的缓存，差错检测与控制，数据帧的分段与重组以及业务信道速率控制等功能。同时，还将产生相应的配置字分别送往电路数据业务/声码器单元与可编程逻辑器件，产生时分复用的控制信号。经过重组后的数据帧送往HDLC控制器完成ISLP协议的处理904，经过适配后的数据进行数据收发处理905后，通过TDM总线送往可编程逻辑器件完成时隙的合成与发送908。

在前向链路时：在可编程逻辑的控制下，电路数据业务单元从TDM总线进行时分复用和解复用处理908后，接收相应时隙的数据905，送往ISLP协议处理单元完成相应标志的检测，去处，插零的删除处理904。处理后的电路数据包送往RLP处理进程，进行数据帧的分段处理903。完成RLP处理的包送往复用子层完成前向的数据复用处理902，送往选择器完成相应的复制功能901，最后送往移动台所处的BTS。

综上所述，本发明比较好地避免了现有CDMA业务处理系统较为复杂的结构，以及冗余的设备配置，提出了一种能够实现CDMA话音业务以及电路数据业务的方法和设备，能够在最简单的配备情况下，采用软件灵活设置，实现话音业务资源以及电路数据业务资源的共享。

Claims

1、CDMA电路数据与话音业务并行实现的设备，其特征在于，包括：

通信控制器，通过三条数据总线和三条地址总线分别与可编程逻辑器件、网络接口单元和数据通信单元相连接，进行数据交互；

所述的可编程逻辑器件，接收来自数字信号处理器(DSP)阵列1和DSP阵列2的数据，同时还与中继接口单元进行高速串行总线(HW)的时隙信号合成以及根据DSP的时钟要求进行同步时钟的调整；

所述的用于数据业务的DSP阵列1和用于语音业务的DSP阵列2通过共用的数据总线和地址总线，与所述的数据通信接口单元进行数据以及信令的传递。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的网络接口单元，通过时分复用(TDM)总线与基站控制器(BSC)分组交换网络进行话音、数据以及信令的交互。

3、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的中继接口单元，通过TDM总线与移动交换中心(MSC)之间进行E1/T1传输。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的DSP阵列1由多个DSP组成，所述阵列仅在有电路数据业务时应用。

5、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的DSP阵列2由多个DSP组成，完成语音信号的声码器功能。

6、如权利要求1所述的设备，其特征在于所述的DSP阵列1中的DSP数量与所述的DSP阵列2的DSP中的数量满足1∶N的比例关系，其中N为大于1的整数。

7、CDMA电路数据与话音业务并行实现的方法，其特征在于，主要包括步骤：

(4)、不属于语音转数据的业务的，则通信控制器选择DSP阵列1，在DSP阵列1中进行电路数据业务处理；

(5)、属于语音转数据的业务的，如果还存在话音转数据的业务协商，则通信控制器需要进行相应的资源分配、释放以及初始化，然后通信控制器选择DSP阵列1进行电路数据业务的处理，同时释放DSP阵列2中已经分配的处理对应该路语音业务的资源。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)话音业务的处理具体包括：

在反向链路时：业务处理单元从网络接口部分接收本单元的数据，进行好帧坏帧的选择，然后进行帧的解复用，将得到的语音包送往相应的声码器处理单元进行解码，同时设置对应的时隙配置字，产生控制信号，对应的声码器单元在对应的时隙解码，得到的脉冲编码调制(PCM)数据进行合成，对完成后的时分复用信号进行相应的处理；

在前向链路时：根据时隙控制字，完成时分复用信号的接收，送往相应的语音声码器单元进行编码处理，将得到的语音包送往复用解复用单元，与信令复用得到前向业务帧，送往相应的选择器单元进行复制，送往移动台所处的基站收发信机(BTS)。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)和(5)的电路数据业务的处理具体包括：

在反向链路时：业务处理单元从网络接口部分接收本单元的数据，送往选择器中进行好帧坏帧的选择，然后进行帧的解复用，得到相应的电路数据业务包，送到RLP处理，包括完成数据帧的缓存，差错检测与控制，数据帧的分段与重组以及业务信道速率控制等功能，同时，还将产生相应的配置字分别送往电路数据业务/声码器单元与可编程逻辑器件，产生时分复用的控制信号，经过重组后的数据帧送往HDLC控制器完成ISLP协议的处理，经过适配后的数据进行数据收发处理后，通过TDM总线送往可编程逻辑器件完成时隙的合成与发送；

在前向链路时：在可编程逻辑的控制下，电路数据业务单元从TDM总线进行时分复用和解复用处理后，接收相应时隙的数据，送往ISLP协议处理单元完成相应标志的检测，去处，插零的删除处理，处理后的电路数据包送往RLP处理进程，进行数据帧的分段处理，完成RLP处理的包送往复用子层完成前向的数据复用处理，送往选择器完成相应的复制功能，最后送往移动台所处的BTS。