CN1663306A - 绕过通信网络中的码变换操作 - Google Patents
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Abstract
一种方法和装置,用于启动绕过由与通信网络本地端的第一通信终端安排在一起的第一变码器和与所述通信网络远端的第二通信终端安排在一起的第二变码器串行执行的一对码变换操作。所述方法包括从所述远端接收有关所述远端当前使用的编码格式和有关所述远端的编码能力的信息,并向所述远端发送有关所述本地端当前使用的编码格式和所述本地端的编码能力的信息,以便在启动所述绕过所述码变换操作前允许在一端或两端改变当前使用的所述编码格式。
Description
发明领域
本发明涉及通信网络中的呼叫建立,更具体地说,本发明涉及绕过由安排在所述通信网络本地端的第一变码器和安排在所述网络远端的第二变码器串行执行的码变换操作。
发明背景
在用于移动通信的数字系统中,语音信号由语音编码器编码以便降低数据率和节省带宽。在一个移动终端发起且在一个移动终端终止的呼叫,即所谓的移动用户到移动用户呼叫中,语音信号通常要编码和解码两次。在发起移动终端中,语音信号进行第一次编码后,编码信号经空中发送到第一网络节点,例如基站。第一变码器将从所述第一网络节点接收的编码信号解码成所谓A率/μ率信号,这种信号通常在固定通信网络中使用。解码的信号在固定网络中路由到第二网络节点,例如第二基站。在所述第二网络节点可发送信号前,信号要在第二变码器中再次编码。编码的信号由第二网络节点发送并在收端移动终端中解码。相反方向的语音信号流以对称方式处理。
由于在此配置中,两个编码器/解码器对排成一行(发起移动终端的编码器和发起变码器的解码器被视为第一对,而终止变码器的编码器和收端移动终端的解码器被视为第二对),此配置称为语音编解码器“串联(tandem)”。串联配置的主要不便之处在于双码变换导致语音质量降低。语音编解码器在低传输速率下操作时,这种降低通常更显著。
在发起移动终端和收端移动终端使用相同类型的语音编解码器时,可将从发起移动终端接收的语音帧发送到收端移动终端而无需激活第一和第二变码器中的码变换功能。由于只涉及一对编码器和解码器(即,发起移动终端的编码器和收端移动终端的解码器),这种配置称为无串联操作(TFO)。在象UTMS的现代网络中,甚至可能放弃整个变码器硬件。这因此称为无变码器操作(TrFO),如此得到的就不是例如通常的A率/μ率信号。在TFO和TrFO模式中,编码和压缩的语音信号经固定网络发送。除了通过避免双码变换而提高语音质量外,由于压缩信号在固定网络中需要更少的带宽,且由于绕过两次码变换而节省了能耗,因此,TFO还节省了成本。对于不具有配置参数的编解码器类型(例如在用于GSM_FR、GSM_HR和GSM_EFR的GSM08.62中)或第三代合作计划(3GPP)制定的更复杂的编解码器类型(例如,自适应多码率(AMR)),协商、建立和维护无串联操作连接(TFO连接)的所有必需方法已标准化。
在技术规范3G TS 28.062 V.5.0.0;第三代合作计划;技术规范组业务与系统方面;语音编解码器的带内无串联操作(TFO);第3阶段;业务描述;第5版中,描述了3GPP的TFO的不同方面,该规范是关于绕过连续码变换操作的示范。在移动用户到移动用户呼叫配置的两端,在呼叫建立阶段结束后,3GPP中由所谓的变码器单元激活和控制TFO。TFO协议完全在变码器单元中处理和终止。为此,无法在TFO中旁路变码器单元。与3GPP TS 23.153中定义的TrFO相比,这是主要的不同之处。接着,变码器单元又持续监视正常的TFO,并可以必需的最短时间终止TFO,而同时对语音质量造成有限的影响。
在激活TFO前,变码器单元交换根据A率或μ率编码的常规64千比特/秒PCM语音样本。变码器单元也可以通过在每第16个语音样本中窃用最低有效位来交换TFO消息(参阅3GPP TS 28.062 V5.0.0附录A以了解TFO消息传输规则的规范以及参阅条款6到9以了解TFO程序和消息内容描述)。
如果在移动用户到移动用户呼叫配置两端均使用兼容的语音编解码器类型和配置,则变码器单元自动激活TFO。如果在两端使用不兼容的语音编解码器类型和/或配置,则存在编解码器不匹配情况。在解决编解码器不匹配问题前,无法激活TFO。此功能是可选特征,涉及无线电接入网(RWN)的其它网元。
一旦激活了TFO,则变码器单元便交换承载压缩语音和带内信令的TFO帧,其结构从3GPP TS 48.060和48.061(参阅条款5)中定义的GSM TRAU帧导出。TFO有效时,仍然可能交换TFO消息。这种情况下,窃用过程可将使消息嵌入TFO帧的同步模式中。
如果变码器单元发现当前由两个移动终端使用的编解码器类型兼容,则它们将立即进入TFO模式。虽然移动终端经常支持具有更好属性(例如,更佳的语音质量或更佳的数据率)的编解码器类型,但由于只以信令通知了当前使用的编解码器类型,因此,它们开始时通常不使用最优编解码器类型。另一方面,如果两个无线电子系统总是报告各自移动终端支持的最优编解码器类型,则虽然TFO模式将可行,但却达不成协议,通信将以串联模式启动。
虽然某些程序可确保在通信期间将通信连接切换为普通编解码器类型,于是随后可以启用TFO,但建立过程受到延迟,且在初始串联操作模式中的信号失真会引起不便。因此,可考虑报告具有更低属性但更普遍的编解码器类型,以便在很早时建立TFO。随后交换报告每个终端支持的编解码器类型列表的消息时,在连接期间,可将在用的编解码器类型改变为更好的编解码器类型。然而,移动终端的用户将在建立TFO模式时感受到编解码器改变所致的(喀哒)噪声,从而可能感到不快。
本发明的目的是改善对串行执行的两个或两个以上码变换操作的旁路。本发明的又一目的是实现高效率的协议版本处理。
发明概述
根据第一方面,本发明提出了一种方法,以启动绕过由与通信网络本地端的第一通信终端安排在一起的第一变码器和与所述通信网络远端第二通信终端安排在一起的第二变码器串行执行的一对码变换操作。所述方法包括从所述远端接收有关在所述远端当前使用的编码格式和有关所述远端的编码能力的信息,并向所述远端发送有关所述本地端当前使用的编码格式和所述本地端的编码能力的信息,以便在启动绕过所述码变换操作前允许在一端或两端改变当前使用的所述编码格式。
因此,在绕过所述码变换操作前,可基于对本地端和远端编码信息如当前使用的编码格式和编码能力的评估,执行所述编码格式的改变。这允许使用从系统操作者和用户的观点来看有利的编码格式,进入一种绕过码变换操作的操作模式。所述编码信息可包括在请求绕过码变换操作的初始消息中。
即使两端当前使用兼容的编码格式,也可以执行有关编码格式改变的决定。因此,在编码格式兼容的情况下,可不自动绕过码变换操作,但可判断当前的编码格式(尽管兼容)是否确实构成了最优的可用配置。
有关远端的编码能力的信息可用于确定本地端和远端均支持的替代编码格式。随后,可基于所述替代编码格式,例如,通过切换到此替代编码格式,改变编码格式的改变。
有关本地端或远端的编码能力的信息可包括本地端或远端变码器支持的绕过协议版本,如TFO协议版本。例如,这允许在很早时检测可能的协议冲突,并在绕过码变换操作前判断是否可以解决冲突以及决定如何解决冲突。作为绕过协议版本的补充或作为其替代,有关本地端或远端的编码能力的信息可包括本地端或远端通信终端或变码器支持的编码格式列表。例如,编码格式列表可为通信网络的特定端上当前使用的编码格式指定优选的编码格式或其替代编码格式。
如上所述,包括当前使用的编码格式和编码能力的本地端和远端编码信息可形成有关当前使用的编码格式可能改变的决定基础。在两端均使用兼容的编码格式的基础上,可实现以最优编码配置为目的的编码格式的改变。例如,如果一端或两端当前均在使用窄带编码格式,但两端均支持宽带格式,则在进入绕过所述码变换操作的操作状态前,可决定让一端或两端切换到通常更好的宽带编码格式。
如果一端改变其编码格式,则它可通知其对端。这种通知可在进入绕过码变换操作的操作模式前执行。
用于启动绕过码变换操作的绕过协议可包括不同的状态。例如,绕过协议可包括一种在明确存在兼容的编码格式时立即进入的联络状态且可先于绕过码变换操作。绕过协议还可包括绕过码变换操作的操作状态。
基于在两端之一上可用的本地端和远端编码信息,可决定在一端和/或两端上改变编码格式。此决定可在切换到联络状态前或在联络状态中执行。从联络状态到操作状态的切换可在一端或两端均发信令表示当前使用的编码格式将改变或已改变后执行。在协议版本不兼容的情况下,可决定在进入联络状态前或在联络状态中,即呼叫的较早阶段中止绕过协议,并保持串联操作。
视特定的通信情况而定,有关编码格式的信息可涉及不同的方面。例如,它可包括在特定端用于将语音信号编码成编码数据表示的编解码器类型。然而,本发明不限于语音信号的码变换,而是可应用于处理编码信号的码变换而不论其具体的内容。
有关一端的编码能力的信息可在另一端用于查找远端支持的编码格式列表子集。例如,支持的编码格式列表可包括支持的编解码器列表(SCL)。远端支持的该子集或编码格式列表随后可与本地端支持的编码格式进行比较。基于此比较,可实现编码格式改变以便使用共同的最优编码格式,启动绕过码变换操作。
本地端和远端编码信息包括有关当前使用的编码格式和有关编码能力的信息,可在本地端与远端之间以不同的方式发送。例如,编码信息可包括在专用消息中。又如,编码信息可包括在请求启动绕过协议的消息或确认此类请求的消息中。
如果编码信息包括在用于其它信令目的的消息中,则有关编码能力的信息可以一个或多个单独信息块的形式附加到消息中。例如,第一个附加信息块可包括绕过协议的版本和一个指示器,该指示器指示所述第一附加信息块后面是否有可包括相应端支持的一个或多个编码格式的列表的一个或多个其它附加信息块。
如前所述,上述方法可在两个通信终端之间建立TFO的环境中执行。本发明还可在涉及一系列的两个或两个以上码变换操作的类似情况中实施。
如果至少一个通信终端使用至少一种编解码器类型将语音信号编码成编码表示,则可在两个变码器之间发送消息以确定所述通信终端是否具有共同的一种编解码器类型。如果有,则可在两个通信终端之间建立数据连接而无需将码变换功能插入所述两个通信终端之间的信号路径中。在变码器之间交换的消息可包括第一消息,它包含有关特定通信终端当前使用的编码格式信息和所述特定通信终端或变码器编码能力的其它信息。在交换第一消息后,可在变码器之间交换第二消息以响应所述第一消息。如果双方报告的编解码器类型匹配,或者不管是否存在此类匹配,均可交换第二消息。
根据又一个方面,本发明涉及为第一通信终端与第二通信终端之间的语音通信启动通信网络中的TFO的方法,其中至少一个所述终端使用至少一种编解码器类型将语音信号编码成编码数据表示,以及其中所述通信网络包括第一变码器和第二变码器。消息从第一变码器发送到第二变码器,且反之亦然,以确定两个通信终端是否具有至少一种共同的编解码器类型,并且如果有,则在所述第一通信终端与所述第二通信终端之间建立数据连接而无需将码变换功能插入所述第一通信终端与所述第二通信终端之间的信号路径中。所述方法包括在所述变码器之间交换消息的步骤,所述消息包含有关所述通信终端当前使用的编码器类型的信息和有关所述相应通信终端的编码能力的其它信息;以及在所述变码器之间交换对所述第一消息响应的又一消息的另一步骤,例如,此步骤在双方报告的编解码器类型匹配或者不管是否存在此类匹配的条件下执行。
有关编码能力的信息可包括TFO版本号,其由接收变码器用于查找所述特定TFO版本中必需支持的有效编解码器集的子集。变码器可将此子集与相关联通信终端支持的编解码器类型进行比较,并可选择最优的编解码器类型以进入TFO。
本发明可实现为软件、硬件解决方案,或者实现为软硬件解决方案。因此,本发明还涉及含程序代码部分的计算机程序产品,在所述计算机程序产品在通信网络的一个或多个计算机单元上运行时所述程序代码部分用于执行本发明各个步骤。一个或多个计算机单元可以是变码器的一部分或与变码器共处一个位置。计算机程序产品可存储在计算机可读记录介质上。
关于硬件解决方案,本发明涉及一种装置,用于在启动绕过由与通信网络本地端的第一通信终端安排在一起的第一变码器和与所述通信网络远端第二通信终端安排在一起的第二变码器串行执行的一对码变换操作的环境中处理信号。所述装置包括一个部件,用于接收有关所述远端当前使用的编码格式和有关所述远端的编码能力信息,并且还包括一个部件,用于发送有关所述本地端当前使用的编码格式和所述本地端的编码能力的信息,以便在启动所述绕过所述码变换操作前允许在一端或两端改变当前使用的所述编码格式。另外,所述装置可包括一个部件,用于生成有关本地端当前使用的编码格式和有关本地端的编码能力的信息。
所述装置可包括在变码器中,或在通信网络的任何其它单元中。如果所述装置包括在变码器中,则所述变码器还可包括一个部件,用于评估本地端和远端编码信息并控制所述编码格式的改变。因此,所述绕过协议可完全或部分由所述变码器处理。
本发明还涉及包括上述变码器和用于评估本地端和远端编码信息及控制所述编码格式改变的单独控制器的通信系统。例如,控制器可以是基站收发信台(BTS)或基站控制器(BSC)的一部分。
附图简述
通过参考如下结合附图所作的详细说明,可以更好地理解本发明的方法和装置,附图中:
图1是处理TFO的功能实体的示意图;
图2显示了GSM网络与3G网络之间的示范TFO配置;
图3是最短的可能TFO_REQ消息示意图;
图4是最短的可能TFO_REQ_L消息示意图;
图5是包括详细编码信息的TFO_REQ消息示意图;
图6a是显示TFO版本扩展块内容的表格;
图6b是显示编解码器属性首部扩展块内容的表格;
图7是带有最重要变迁的TFO协议状态机的示意图;
图8是说明根据本发明的即时编解码器类型优化过程的示范流程图;
图9是流程图,说明经过图8所示即时编解码器类型优化后的TFO建立;以及
图10是说明示范性TFO版本处理机制的表格。
优选实施例说明
在以下说明中,为了说明而非限制的目的,给出了特定的细节,如特殊的实施例、信号格式等,以便提供对本发明的全面理解。本领域的技术人员将明白,本发明可在脱离这些特定细节的其它实施例中实现。具体地说,虽然本文中对如下实施例的描述是结合GSM网络与3G网络之间的示范TFO配置来进行的,但本发明并不限于这种实现。它可以在允许绕过串行执行的两个或两个以上码变换操作的任何码变换环境中使用。再者,本领域的技术人员将理解本文下面所述功能可使用单独的硬件电路,使用结合编程微处理器或通用计算机发挥作用的软件,使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。
下面,将结合以上提及的技术规范3G TS 28.062 V.5.0.0来描述本发明。此规范关于TFO的技术内容这里通过引用结合于本文中。
图1提供了建立TFO时涉及的通信系统的功能实体的示意图。所示通信系统以简化形式显示,用于说明两个无线用户单元终端A和终端B之间的呼叫路由机制。图1所示用户单元可以是移动终端或固定终端。在图1所示示例中,终端A和B正在交换语音信号。每个终端A和B分别经各自的接入网A和B连接到变码器A和B。两个变码器A和B经包括附加的路径中设备(in path equipment-IPE)的数字网络通信。
两个终端A和B中的每个终端及两个变码器A和B的每个变码器均包括解码器和编码器。在图1所示配置中,各单独语音编码器/解码器对(语音编解码器)处在串联操作中。然而,变码器A和B分别配有允许进入TFO模式的控制逻辑(TFO_Protocol)。在这种操作模式中,各变码器A和B仍存在于终端A与B之间的信号路径中,但其各自的码变换功能被绕过。从图1可以清楚,TFO协议完全在变码器A和B中处理与终止。
在激活TFO前,变码器A和B交换以64千比特/秒的速率经数字网络发送的常规PCM语音样本。一旦激活了TFO,变码器A和B便交换承载压缩语音和带内信令的TFO帧。
原理上,无论存在何种特定呼叫配置,即无论涉及哪种接入网类型,图1所示通信情况均适用。下面,将参照图2,更详细地以示范形式描述GSM网络与3G网络之间的TFO配置。然而,可以将基本原理应用于涉及相同或两个不同GSM网络的TFO配置或涉及相同或两个不同3G网络的TFO配置。
图2所示的通信情况包括在GSM端的移动台(MS)、基站收发信台(BTS)、基站控制器(BSC)、码变换和速率适配单元(TRAU)及移动交换中心(MSC)。在3G端,设有用户设备(UE)、节点B、无线电网络控制(RNC)及带有变码器(TC)的媒体网关(MGW)与MSC服务器。GSM网络与3G网络通过包括IPE的数字网络通信。
每个TRAU和TC均包括一个接口,用于接入有关各自远端当前使用的编码格式(编解码器类型)和有关各自远端的编码能力(TFO协议版本和/或选定的替代支持编解码器类型的列表)的信息,以及用于生成和发送有关各自本地端当前使用的编码格式和有关各自本地端的编码能力的信息。在每个TRAU和TC的内部处理器上运行的软件例程允许评估本地端和远端编码信息,并控制本地使用的编码格式。
如前所述,TFO协议在GSM端完全由TRAU处理,在3G端完全由TC处理。下面,假定GSM布置在本地端,3G网络布置在远端。
本地TRAU一接收并发送PCM语音样本,它就发起TFO协商并使IPE预同步。IPE随后会让TFO消息透明地通过。远端TC可同时启动相同的程序。
在TFO协商开始时,本地TRAU发送所谓的TFO_REQ的消息,表示其系统标识(GSM)和MS与TRAU之间当前使用的语音编解码器类型。如果远端TC支持TFO,则它将通过所谓的TFO_ACK消息应答。远端TC可发送TFO_REQ消息到本地TRAU,同时从本地TRAU接收TFO_ACK消息。如果远端TC不使用TFO_ACK消息应答,例如,由于远端TC不支持TFO,或者由于TFO在该处被禁用,则本地TRAU在发送若干TFO_REQ消息后中止TFO协议,并返回其正常模式。然而,它继续监视在从远端TC接收的PCM样本中是否存在插入的任何TFO消息。
从上述内容明白,TFO_REQ消息将消息源标识为具有TFO能力的装置。发送方可以看到,TFO_REQ包含以下参数:
-发送方的系统标识;
-发送方的特定本地签名;
-发送侧本地使用的编解码器类型;
-发送侧本地使用的编解码器类型的可能的其它属性;
-发送侧支持的可能的其它TFO协议版本;
-可能的其它替代编解码器类型(例如,如TS 28.062 V.5.0.0中定义的Codec_List简易格式);
-可能的其它将来的TFO扩展。
TFO_ACK消息是TFO_REQ消息的响应,它包含与对端的TFO_REQ相对应的参数。唯一例外是本地签名,在TFO_ACK消息中,本地签名被替换为从接收的TFO_REQ消息中复制的反射签名(reflected signature)。
如果在TFO协商期间根据TFO_REQ和TFO_ACK消息确定在本地端和远端之间存在编解码器不匹配,以及为了不定时更新信息,可交换TFO_REQ_L和TFO_ACK_L消息。
TFO_REQ_L消息包含以下参数:
-发送方的系统标识;
-发送方的特定本地签名;
-发送侧本地使用的编解码器类型;
-替代编解码器类型的本地编解码器列表;
-已用和替代编解码器类型的可能的其它属性;
-可能的其它TFO协议版本;
-可能的其它将来的TFO扩展。
TFO_ACK_L消息是TFO_REQ_L消息的响应。TFO_ACK_L消息包含与对端的TFO_REQ_L消息相对应的参数,例外是本地签名,它被从接收的TFO_REQ_L消息中复制的反射签名所替代。
图3和图4显示了可能的最短TFO_REQ消息和可能的最短TFO_REQ_L消息的配置。最短TFO_REQ消息传输时间为140毫秒,而最短TFO_REQ_L消息传输时间为180毫秒。
图3和图4所示TFO消息的结构符合通用带内信令(IS)消息原理。更具体地说,图3和图4所示的消息包括由20比特长序列构成的首部块,该首部块后面是将TFO消息标识为TFO请求的10比特命令块。在每种情况下,第三个信息块是长度为20比特并指定发起请求的网络类型(3G、GSM...)的系统标识块。
图3所示的TFO_REQ消息的第四个信息块包括发送方的本地签名(SIG)、本地使用的编解码器类型和指示后面不再有信息块的指示器S(S=短)。图4所示的可能的最短TFO_REQ_L的第四个信息块类似于TFO_REQ消息的第四个信息块,但包括指示器L(长),指示器L指向第五信息块中包括的编解码器列表。
为启用允许基于两端的最优编解码器配置,建立TFO(即,绕过由图2中的本地TRAU和远端TC执行的码变换操作)的TFO协商,可将包括编码信息的一个或多个附加块附加到图3所示的可能的最短TFO_REQ消息中。图5显示了这种扩展的TFO_REQ消息。
图5的扩展TFO_REQ消息包括称为TFO版本扩展块的第五信息块,它包含有关相应变码器的编码能力的信息和额外的选择器。有关编码能力的信息涉及相应变码器支持的TFO协议版本和子版本(Ver.Sver)。选择器(Sel)指示后面是否有附加的扩展块以及存在哪些扩展块。图5所示的示范TFO_REQ消息包括一个附加的扩展块(第六信息块)。
应注意的是,类似于图5所示TFO_REQ消息的第五和第六信息块的信息块可附加到TFO_ACK消息中。此外,类似于图5TFO_REQ消息的第五信息块(TFO版本扩展块)的信息块可附加到TFO_REQ_L或TFO_ACK_L消息中。下面,将更详细地以示范形式描述图5所示TFO_REQ消息的附加信息块。
TFO版本扩展块(图5中的第五信息块)包含相应变码器支持的TFO版本(4比特)和TFO子版本(4比特)。所支持的TFO版本和TFO子版本表示可用于特定变码器的不同编解码器类型,即表示该特定变码器的编码能力。
TFO版本扩展块还包括用于指示TFO版本扩展块后附加扩展块数量和内容(如果有的话)的选择器。选择器代码“00000”表示后面无其它扩展块。如果选择器代码设为“00001”,则表示某个变码器支持替代编解码器类型,这些类型在TFO版本扩展块后的一个或多个其它扩展块中指定。选择器最好在TFO协议早期,即TFO建立前只在TFO_REQ或TFO_ACK消息中用于(即,不在TFO_REQ_L或TFO_ACK_L消息中使用)提供有关替代编解码器类型的信息。
对于在TFO协商期内提供的每个替代编解码器类型,一个编解码器属性首部扩展块可包括在TFO_REQ消息中。如果指定的编解码器类型需要额外的属性,则所需数量的编解码器属性扩展块跟在编解码器属性首部扩展块后。在TFO版本扩展扩展块后的一个或多个扩展块因此以一个或多个(可替代的)所支持的编解码器类型的列表的形式包括有关某个网络侧编码能力的信息。替代编解码器类型列表在特定扩展块末的两个EX比特指示后面无其它扩展块(“00”)并且随后是下一个TFO消息首部时结束。
图6a的表中显示了TFO版本扩展块的示范内容,并且可以从图6b的表中收集编解码器属性首部扩展块的示范内容,该首部扩展块识别编解码器类型和随后的附加扩展块数量。如果某个编解码器类型需要额外的属性,则此编解码器类型的编解码器属性扩展块之后可接编解码器属性首部扩展块。
TFO版本扩展块和选择器指示的任何附加扩展块可以是TFO_REQ、TFO_REQ_L、TFO_ACK或TFO_ACK_L消息的最后扩展块。这有利于提供与旧协议版本的兼容性,旧协议版本应能够跳过这些扩展块而又不会受到负面影响。因此,可在不同协议版本之间实现高度的兼容性。通常,只有在基于特定版本的更高协议版本基础上生成的消息会(且实际上应)包括TFO版本扩展块。如果在TFO_REQ或类似消息中检测不到TFO版本扩展块,则接收端可采用低于特定版本的协议版本。
下面将参照图7到图9,描述在图2所示网络配置条件下建立TFO模式期间的一种示范性即时编解码器类型优化方案。术语“即时优化(immediate optimization)”与如下事实有关:不仅在编解码器类型不兼容(编解码不匹配)的情况下,而且在两端当前使用兼容的编码格式时,均将决定是否改变当前使用的编解码器类型。因此,即时决定可在呼叫建立的很早期有利地加以执行,而无需事先考虑当前使用的编解码器类型实际上是否兼容的问题。
图7显示了一个状态机示意图,该状态机由描述TFO协议过程的17个状态组成。5个主要状态是初始化、建立、联络、准备和操作。现在将参考图8和图9所示的示范协议流程更详细地描述这些状态。
此处假定两端均以窄带AMR(AMR-NB)开始,但指示还支持宽带AMR(AMR-WB)。通常,这种情形将导致基于AMR-NB的即时TFO建立。然而,在目前的即时编解码器类型优化方案中,由于两端可使用更好的编解码器类型和配置,因此,不执行AMR-NB中的即时TFO建立。
TFO协议的初始状态为Not_Active状态(参见图7和图8)。在此状态中,TFO协议未激活,并且TRAU/TC以常规方式操作。在新的语音呼叫建立和/或TFO启用时,脱离Not_Active状态,并切换到唤醒状态。在唤醒状态,TFO协议会等待直至收到PCM语音样本。随后,切换到First_Try状态,并在一定时期内,本地TRAU与远端TC之间交换类似于图5所示消息的TFO_REQ消息。
从图8中可以明白,每个TFO_REQ消息包括发送端当前操作AMR-NB编解码器(AMR、NB-ACS)的指示。ACS表示有效编解码器集,在AMR情况下ACS还指定此编码格式。每个TFO_REQ消息额外包括有关发送端的编码能力的编码信息(Ver、AMR-WB)。此编码信息包括所支持的TFO协议的版本Ver及可替代的所支持编码格式的指示(此处为:AMR-WB)。
在交换TFO_REQ消息后,TRAU和TC可在本地利用获得的有关相应远端的编码能力的信息,以查找相应远端支持的ACS子集。将此子集与相应本地端上支持的编解码器类型进行比较,以便可以选择用于启动TFO的最优共同编解码器类型。
TRAU和TC一从对端收到并评估了TFO_REQ消息,则由于在现有情况下,编解码器匹配且ACS兼容而可进入联络状态。如果编解码器不匹配和/或ACS不兼容,则进入不匹配状态(如果支持)。在编解码器不匹配决定例程期间,TRAU和TC随后通过发送TFO_REQ_L消息或所谓的Con_Req帧而交换其全部编解码器能力(支持的编解码器列表,带有这些编解码器的全部参数)。这些消息分别通过TFO_ACK_L消息或所谓的Con_Ack帧确认。
在联络状态中,需要发送TFO_ACK消息以检查到对端的链路的透明性。在交换TFO_REQ和/或TFO_ACK消息后,如果本地端和远端的编解码器类型已改变,显然优选TFO配置(AMR-WB)是可行的。这种情况下,TFO协议保持在联络状态下,并执行即时编解码器类型优化,即,启动本地端和远端当前使用的编码格式改变。
通常,即时编解码器类型优化例程在每次两端均指示特定TFO版本(例如,两端均指示大于或等于5.3的TFO版本,参见图10)时启动,同时,有关替代编解码器类型的可用信息指示本地和/或远端编解码器类型的改变促成了更高优先级的TFO配置。一旦有关替代编解码器类型的新信息可用,就重新评估上述即时编解码器类型优化的条件。3GPP TS 28.062 V.5.0.0中描述了编解码器类型优化的可能的TFO决定方案,该规范通过引用结合于本文中。虽然此决定方案涉及TFO协议后期的编解码器类型优化,但它也可以应用到即时编解码器类型优化的机制中。
在目前情况下,TFO决定机制将指示在图8所示的情形中最好在两端将编解码器类型改为AMR-WB,即,将产生最优的TFO配置。本地TRAU和远端TC报告最优的AMR-WB配置以在相应空中接口上开始改变AMR-WB。各端一切换到AMR-WB,就用适当的TFO_ACK消息通知对端,报告当前使用的编码格式(MR-WB)和(再次报告)相应的TFO协议版本。
一收到指示对端编码格式已改变为AMR-WB的TFO_ACK,TRAU和TC便知道已实现最优TFO配置,并且即时编解码器类型优化已完成。由于选择了AMR-WB编解码器类型,因此,TRAU和TC沿下行链路发送速率控制命令到其BTS/RNC,以便引导上行链路编解码器模式到TFO建立模式以实现安全的TFO设置。另外,向对端发送又一TFO_ACK消息,并且TFO协议切换到图7和8所示的Wait_RC状态。此Wait_RC状态仅在本地使用的编解码器类型为AMR或AMR-WB编解码器时才存在。对于其它所有编解码器类型,不会进入此状态,并且所用变迁直接转到连接状态,从而跳过Wait_RC状态(参见图7)。
在Wait_RC状态中,TFO协议等待从BTS/RNC传来已接收并执行速率控制命令的确认。随后,TC发送所谓的TFO_TRANS消息以绕过IPE,启动发送TFO帧,并且TFO协议变迁到连接状态。
在连接状态,只要收到正确的TFO消息便发送TFO帧和可能嵌入的TFO消息。最先收到的TFO帧使连接状态变迁到操作状态。
TFO帧在TFO协议的主状态即操作状态中发送和接收。因此,TFO连接是充分运行(fully operating)的。从图9可以明白,在建立了TFO时,可在操作状态进一步发送编解码器类型优化命令Con_Req和Con_Ack。
如上所述,即时编解码器类型优化的目的是当TFO协议在联络状态,即在TFO协议的较早阶段时,切换本地端和/或远端的编解码器类型(如果这可产生优选TFO配置)。决定是否应执行即时编解码器类型优化的所需信息包括在TFO_REQ和TFO_ACK消息中,消息包括了TFO版本扩展块和(可选或必需的)指定选定的替代支持编码格式的附加扩展块。如果通过改变本地端和/或远端编解码器类型可实现优选TFO配置,则一执行即时编解码器类型优化,两端就保持在联络状态,即,直至本地端和/或远端已经改变了编解码器类型。在切换后,TFO协议继续象平常一样运行。
即时编解码器优化使用TFO协议版本形式的有关编码能力的信息,实现有效的TFO版本处理。最好是即时编解码器类型优化只在TFO协议版本5或更高版本中变为有效。如果本地端或远端使用较低的TFO协议版本,则不使用即时编解码器类型优化。因此,协议与不包括即时编解码器类型优化的较旧版本兼容。虽然如此,但仍可使用以上针对不匹配或操作状态定义的普通编解码器类型优化例程实现到不同编解码器类型的切换。
TFO协议版本的交换具有其它优点。例如,特定特征和/或编码格式的使用可与TFO协议的特定版本相关联。因此,在接收带有特定版本号的TFO_REQ/TFO_ACK消息时,接收端知道可使用哪些特征和/或编码格式。
在现有情况中,定义的TFO协议版本号最小为0.0。它表示5.3前的所有TFO协议版本。可保留0.0与5.3之间的所有数字以供将来使用。如果本地端和远端版本号不同,则更小的版本号将具有优先权,且适用于两端。图10所示的表格给出了一种示范TFO版本处理机制的综述。
例如,协议版本号的知识可用于决定用于传送所谓“TFO配置参数”的编码格式。在成功TFO协商后,当协议处于操作状态时,由于两端知道对端的TFO版本,并可以灵活地决定如何处理任何随后的编码格式改变,因此,可使用旧的或新的(所谓的“通用”)配置帧。图10所示表格的右手列中显示了处理配置帧的可能方案。
例如,可处理如下星座:
a)V4.x<->V4.x:使用旧配置帧或TFO_REQ_L和TFO_ACK_L协议。
b)V4.x<->V5.x:使用旧配置帧或TFO_REQ_L和TFO_ACK_L协议。
c)V5.x<->V5.x:使用新配置帧或TFO_REQ_L和TFO_ACK_L协议。
此外,协议版本号的交换也允许图8的TFO判定块进行更复杂的决定。例如,可从如下事实得出“根本无TFO”的判定:TFO版本号或其它配置参数揭示当前呼叫情况不利于TFO。在TFO协议版本4.x.y中,TFO配置参数以语音和非语音帧内很具体且某种程度上分散的形式作为所谓的“旧配置帧”交换。因此,实现起来需要一定的努力。通过提早交换TFO协议版本号,现在版本5变码器拒绝版本4变码器的TFO尝试是可行的,并因此可能节省成本。
从上述内容可以明白,交换有关编码能力的信息可就最优编码格式如AMR-WB促使更快地建立TFO。此外,用于以信号通知编码能力的扩展块确保TFO消息更适于作进一步扩展。上述TFO版本协商允许在TFO协议早期灵活地决定是否需要建立TFO。
虽然本发明方法和装置的实施例已通过附图显示并在以上详细说明中作了描述,但应理解,本发明并不限于公开的实施例,而是可以在不脱离所附权利要求书所提出和限定的本发明精神的情况下,进行各种重新布置、修改和替换。
Claims (27)
1.一种方法,用于启动绕过由与通信网络本地端的第一通信终端安排在一起的第一变码器和与所述通信网络远端的第二通信终端安排在一起的第二变码器串行执行的一对码变换操作,包括:从所述远端接收有关所述远端当前使用的编码格式和有关所述远端的编码能力的信息,以及向所述远端发送有关所述本地端当前使用的编码格式和所述本地端的编码能力的信息,以便在启动绕过所述码变换操作前允许在一端或两端改变当前使用的所述编码格式。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于还包括:即使两端当前使用兼容的编码格式也就所述编码格式的所述改变作出决定。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:有关所述远端的所述编码能力的所述信息用于确定所述本地端和所述远端均支持的替代编码格式。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述编码格式的所述改变基于所述替代编码格式来实现。
5.如权利要求1到4之一所述的方法,其特征在于:有关所述编码能力的所述信息包括所述相应变码器支持的绕过协议版本。
6.如权利要求1到5之一所述的方法,其特征在于:有关所述编码能力的所述信息包括所述相应通信终端支持的编码格式列表。
7.如权利要求1到6之一所述的方法,其特征在于:在两端使用兼容的编码格式的基础上,实现以建立优化编码配置为目的的所述编码格式的所述改变。
8.如权利要求1到7之一所述的方法,其特征在于还包括:改变当前使用的所述编码格式并在进入绕过所述码变换操作的操作状态前通知其所述远端。
9.如权利要求5到8之一所述的方法,其特征在于:如果所述两端使用不兼容的协议版本,则中止绕过协议,和/或如果协议版本兼容,则在所述绕过协议的联络状态中改变所述编码格式,所述联络状态后面是绕过所述码变换操作的操作状态。
10.如权利要求1到9之一所述的方法,其特征在于:有关所述编码格式的所述信息包括用于将语音信号编码成编码数据表示的编解码器类型。
11.如权利要求1到10之一所述的方法,其特征在于:有关所述远端的所述编码能力的所述信息用于查找所述远端支持的编码格式子集,其中:将该子集与所述本地端上支持的所述编码格式进行比较,并选择所述共同的最优编码格式以启动绕过所述码变换操作。
12.如权利要求1到11之一所述的方法,其特征在于:有关当前使用的所述编码格式和有关所述编码能力的所述信息包括在请求启动绕过协议的消息或确认此类请求的消息中。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于:有关所述编码能力的所述信息以一个或多个单独信息块的形式附加到所述消息中。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于:第一个附加块包括绕过协议的版本和指示所述第一附加块后面是否有包括支持的编码格式列表的第二附加块的指示器。
15.如权利要求1到14之一所述的方法,其特征在于:所述方法在所述两个通信终端之间建立无串联操作(TFO)的环境中执行。
16.如权利要求1到15之一所述的方法,其特征在于:至少一个所述通信终端使用编解码器类型形式的至少一种编码格式,以将语音信号编码成编码数据表示,并且其中:在所述两个变码器之间发送消息以确定所述通信终端是否具有至少一种共同的编解码器类型,并且如果有,则在所述通信终端之间建立数据连接而无需将码变换功能插入所述两个通信终端之间的信号路径中。
17.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于:在所述变码器之间交换第一消息,所述第一消息包含有关所述相应通信终端当前使用的所述编码格式的所述信息和所述相应通信终端或变码器的所述编码能力的其它信息。
18.如权利要求15到17之一所述的方法,其特征在于:如果双方报告的编解码器类型匹配,或者不管是否存在此类匹配,则在所述变码器之间交换作为所述第一消息响应的第二消息。
19.一种方法,用于为第一通信终端与第二通信终端之间的语音通信启动通信网络中的无串联操作(TFO),其中:至少一个所述终端使用至少一种编解码器类型将语音信号编码成编码数据表示,以及所述通信网络包括第一变码器和第二变码器;以及从所述第一变码器向所述第二变码器发送消息,且反之亦然,以确定两个通信终端是否具有至少一种共同的编解码器类型,并且如果有,则在所述第一通信终端与所述第二通信终端之间建立数据连接而无需将码变换功能插入所述第一与所述第二通信终端之间的信号路径中,它包括以下步骤:
-在所述变码器之间交换第一消息,所述第一消息包含有关所述通信终端当前使用的编码器类型的信息和有关所述相应通信终端编码能力的其它信息;以及
-如果双方报告的编解码器类型匹配或者不管是否存在此类匹配,则在所述变码器之间交换作为对所述第一消息响应的第二消息。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于:有关编码能力的所述信息包括TFO版本号,所述TFO版本号由所述接收变码器用于查找所述特定TFO版本中必需支持的至少一个有效编解码器集的子集,其中:所述变码器将该子集与所述相关联通信终端支持的编解码器类型进行比较,然后选择最优的共同编解码器类型进入TFO。
21.一种包括程序代码部分的计算机程序产品,所述程序代码部分用于在所述计算机程序产品在所述通信网络的一个或多个计算单元上运行时执行如权利要求1到20之一所述的步骤。
22.如权利要求21所述的计算机程序产品,其特征在于所述计算机程序产品存储在计算机可读记录介质上。
23.一种装置,用于在启动绕过由与通信网络本地端的第一通信终端安排在一起的第一变码器和与所述通信网络远端的第二通信终端安排在一起的第二变码器串行执行的一对码变换操作的环境中处理信号,它包括一个部件,用于接收有关所述远端当前使用的编码格式和有关所述远端的编码能力的信息,并且还包括一个部件,用于发送有关所述本地端当前使用的编码格式和所述本地端的编码能力的信息,以便在启动所述绕过所述码变换操作前允许在一端或两端改变当前使用的所述编码格式。
24.一种包括如权利要求23所述装置的变码器。
25.如权利要求24所述的变码器,其特征在于还包括一个部件,用于评估本地端和远端编码信息并控制所述编码格式的所述改变。
26.一种通信系统,它包括如权利要求24所述的变码器和用于评估本地端和远端编码信息及控制所述编码格式的所述改变的控制器。
27.如权利要求26所述的通信系统,其特征在于:所述控制器包括在BTS或BSC中。
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