CN1706162A - 用于在移动通信系统中多路复用和发送信令消息和补充数据的方法和系统 - Google Patents

用于在移动通信系统中多路复用和发送信令消息和补充数据的方法和系统 Download PDF

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Abstract

披露了一种用于在移动通信系统中多路复用和发送信令消息和补充数据的方法和系统，移动通信系统包括使用基于分组的发送的媒体网关和基站控制器。因为媒体网关包括声码器，所以使用最近提出的Dim and Burst(DB)和空白和突发(BB)，基站控制器在音频数据发送到媒体网关的过程中请求媒体网关减小音频数据速率，以便多路复用信令消息和补充数据并把被多路复用的数据发送到移动站。然后，媒体网关中的声码器降低数据传输速率，从而有效地连同音频数据一起来发送信令消息和补充数据。

Description

用于在移动通信系统中多路复用和发送信令 消息和补充数据的方法和系统
技术领域
本发明涉及在移动通信系统中用于发送数据的方法和系统，并尤其涉及用于在提供因特网/多媒体服务的移动通信系统中多路复用和发送音频信号、信令消息以及补充数据的方法和系统。
背景技术
随着移动通信的用户数量快速增加以及移动通信服务和因特网服务的连接，移动式通信终端已经被发展用于接收各种类型的数据服务，比如因特网服务和多媒体服务。这类移动通信系统，即码分多址移动通信系统(在下文中称之为″CDMA 2000 1x″)将参考附图被描述如下。
图1是常规CDMA 2000 1x系统的结构框图。
如图1中所示，CDMA 2000 1x包括移动交换中心(MSC)30和分组数据服务节点(PDSN)40，其中，移动交换中心30协同基站20与相关目的地交换从/到移动站发送/接收的音频和数据，而分组数据服务节点40执行与对外因特网连接的接口功能。另外，CDMA 2000 1x包括互通功能(IWF)50和分组控制功能(PCF)60，其中，互通功能50在电路数据和分组数据之间进行转换并在互通功能50从移动交换中心30接收数据发送请求时发送被转换的数据，而分组控制功能60被连接在分组数据服务节点40和基站20之间以用于接口音频信号和数据。
基站20包括基站收发信台(BTS)22A和22B以及用于控制基站收发信台(BTS)22A和22B的基站控制器(BSC)21。
A1接口和只用于电路数据的用户信息A2/A5接口建立在移动交换中心30和基站控制器21之间。此外，A3接口被定义为这样一个接口，即在终端软切换过程中通过选择反向帧和发送正向帧，在基站控制器和另一个基站之间实现同时传输控制信号和用户数据。
基站控制器21包括代码转换器(或声码器)23。代码转换器(或声码器)23的功能是把无线声码器帧转换成PCM声码器帧以便发送无线声码器(例如EVRC、SMV或Q-CELP)帧，声码器23不是无线声码器而是典型的有线声码器，无线声码器帧在其被基站控制器21接收之后经由一无线部分从终端被发送到有线集中网络。因为基站控制器和移动交换中心之间的常规传输线路是TDM线路，所以移动站的无线声码器产生的帧本身不能在它们之间发送。即，在无线声码器中产生的所用频带小于13kbps的帧是以在基站控制器的代码转换器中产生的使用全频段64kbps的帧来发送。
然而，因为基站控制器和移动交换中心之间的传输线路如上所述地在TDM方案中形成，所以在这类TDM传输线路上存在带宽浪费的问题，这就降低了传输线路的效率并增加了TDM传输线路的成本。
另外，因为在基于常规电路的系统中很难迅速地发送用于因特网/多媒体服务的分组数据，所以诸如IP网络之类的基于分组的移动通信系统近来得到了发展。在基站控制器为了提供快速的分组数据服务而使用代码转换器来转换音频信号的情况下，在常规系统中导致频带的浪费。因此，必须开发一个新的系统。
发明内容
因此，已经鉴于上述的问题被做出的本发明的一个目的是提供具有分组网络的下一代移动通信系统，其与电路网络分离以便适于基于分组的IP网络。
本发明的另一个目的是提供一个帧协议，当音频信息在基于IP的下一代移动通信系统的媒体网关和基站控制器之间被发送/接收时，该协议能够处理音频数据帧。
本发明还有一个目的是提供用于多路复用信令消息和补充数据的方法，同时在基站控制器和媒体网关之间使用基于分组的发送方案来发送音频数据。
根据本发明的一方面提供一个方法，用于在移动通信系统中用将要发送到移动站的音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据，移动通信系统包括媒体网关和基站控制器，媒体网关包括用于相互转换模拟音频信号和编码数字音频信号的代码转换器，基站控制器到/从媒体网关发送/接收数字音频信号，该方法包括下列步骤：把从移动站发送的音频信号和音频信号传输速率的信息从基站控制器发送到媒体网关；把从被叫方发送的音频信号和音频信号传输速率的信息从媒体网关发送到基站控制器；和当基站控制器正在发送/接收音频信号时，检查是否存在将被基站控制器发送到移动站的信令信号或/和补充数据，并且当存在将被发送的信令消息和/或补充数据时，用音频信号来把信令消息和/或补充数据多路复用和发送到移动站。
根据本发明的另一方面提供一个方法，用于在移动通信系统中用将被发送到移动站的音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据，移动通信系统包括媒体网关和基站控制器，媒体网关包括用于相互转换模拟音频信号和编码数字音频信号的代码转换器，基站控制器到/从媒体网关发送/接收数字音频信号，该方法包括下列步骤：判断是否存在除音频信号之外信令消息和/或补充数据；当存在信令消息和/或补充数据时，请求媒体网关在预定时段中降低音频信号的传输速率；和从媒体网关接收对于音频信号的传输速率降低的响应，并通过用音频信号来多路复用信令消息和/或补充数据，把音频信号和信令消息和/或补充数据以被降低的传输速率发送到移动站。
根据本发明的又一方面提供一个方法，用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中降低音频信号的传输速率，以便媒体网关可以多路复用和发送音频信号和信令消息和/或补充数据到移动站，媒体网关包括用于相互转换模拟信令消息和/或补充数据和编码数字信令消息和/或补充数据的代码转换器，基站控制器到/从媒体网关发送/接收数字信令消息和/或补充数据，该方法包括下列步骤：当基站控制器请求降低音频信号的传输速率时，降低音频数据的传输速率；和在预定时段内把对请求降低音频信号传输速率的响应发送到基站控制器。
根据本发明的还一方面提供一个系统，用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中用将被发送到移动站的音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据，媒体网关包括用于相互转换模拟音频信号和编码数字音频信号的代码转换器，基站控制器到/从媒体网关发送/接收数字音频信号，该系统包括：媒体网关，用于把从被叫方发送的音频信号和音频信号传输速率的信息从媒体网关发送到基站控制器；和基站控制器，用于把从移动站发送来的音频信号和音频信号传输速率的信息发送到媒体网关，当基站控制器正在发送/接收音频信号时，检查是否存在将被发送到移动站的信令消息和/或补充数据，并且当存在将被发送的信令消息和/或补充数据时，用音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据到移动站。
附图说明
本发明的上述及其它目的、特征和优点将从下列详细说明并结合附图而变得更为明显，其中：
图1是常规CDMA 2000 1x系统的结构框图；
图2是根据本发明实施例的CDMA 2000 1x的结构框图；
图3是根据本发明实施例的CDMA 2000 1x的协议栈格式；
图4A是根据本发明实施例的帧协议的A2p反向帧消息的格式；
图4B是来自图4A所示的A2p反向帧消息中的′反向层3数据′的信息格式；
图5A是根据本发明实施例的帧协议的A2p正向帧消息的格式；
图5B是来自图5A所示的A2p正向帧消息信息中的′正向层3数据′的信息格式；
图6是根据本发明的实施例的帧协议的消息误差检查消息的格式；
图7A和7B分别是根据本发明的实施例的使用帧协议的带外信令时传输速率降低请求和确认消息的格式；
图8A和8B分别是根据本发明的实施例的使用帧协议的带外信令时反向/正向帧消息的格式；
图9是根据本发明的实施例的降低传输速率以便于在音频数据传输段中多路复用和发送信令消息或补充数据的操作流程图；
图10是根据本发明的另一个实施例的降低传输速率以便于在音频数据传输段中多路复用和发送信令消息或补充数据的操作流程图；和
图11是根据本发明的实施例的成功地执行用于降低传输速率的呼叫程序时的操作流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的优选实施例。在以下的本发明描述中，在此引用的已知功能和配置的详细说明在其可能模糊本发明主题的时候将其从略。
根据本发明的移动通信系统，常规的移动交换中心被分成移动交换中心模拟器(MSC模拟器)和媒体网关(MOW)，其中，MSC模拟器负责呼叫控制和移动性控制。媒体网关负责把来自模拟信号/数字信号的音频数据转换成数字信号/模拟信号并转发被转换的数据。因此，先有技术中在移动交换中心和基站控制器之间用于发送音频信息的承载(bearer)接口对应于本发明中媒体网关和基站控制器之间的一个接口。另外，能够检查分组到达序列和媒体网关和基站控制器之间发送状态的帧协议被重新建立以便发送将被发送/接收从/到移动站的音频信息。此外，本发明的移动通信系统是CDMA(码分多址)2000 1x的LMSD(Legacy MS Domin)系统，并且在无线接入网络(RAN)和核心网络(CN)之间的网络参考模型中被示出。这类下一代移动通信系统(在下文中称之为″CDMA 2000 1x″)将参考附图来详细描述。
图2是根据本发明实施例的CDMA 2000 1x系统的结构框图；
如图2中所示，CDMA 2000 1x系统包括基站控制器121、媒体网关131、移动交换中心模拟器(MSC模拟器)132、分组数据服务节点(PDSN)160和分组控制功能块(PCF)150。
媒体网关131与基站控制器121合作并包括用于相互转换模拟音频信号和数字信号的代码转换器133。代码转换器133执行一个正向操作，即使用脉冲编码调制(PCM)方案，把从普通有线电话发送的音频数据帧转换成无线终端中使用的无线声码器帧。代码转换器133还执行一个反向操作，即使用脉冲编码调制(PCM)方案，把无线终端的无线声码器产生的音频数据转换成64kbps的PCM音频数据。也就是说，代码转换器133在没有音频信号时以降低的传输速率来执行编码操作，而在存在大量音频信号时以最大传输速率执行编码操作。
MSC模拟器132交换呼叫控制信号、移动性控制信号和用于控制媒体网关131的信号。
分组控制功能150与被连接到外部因特网的分组数据服务节点160合作。分组控制功能150控制和管理切换(handoff)，并管理移动站的分组数据服务概况(profile)。
MSC模拟器132和基站控制器121经由对应于常规A1接口的A1p接口相互连接。基站控制器121和媒体网关131经由对应于常规A2接口的A2p接口相互连接。此外，Amp接口被建立在基站控制器121和媒体网关131之间，用于执行带外信令用于建立、保持和管理承载的作用。为Amp接口定义的功能可以通过A2p接口的帧协议中的带内信令来执行。这类A1p、A2p和Amp接口不是基于普通电路的接口而是基于分组的(ATM或IP)接口。
在基站控制器和媒体网关之间的接口中定义的协议栈的例子将参考图3被描述如下。
在协议栈中，将描述被应用于本发明的″情况1″而省略″情况2″的说明。
在A2p接口的协议栈中，RTP*(实时转送协议*)和GRE*(通用路由封装*)分别具有从常规RTP和GRE功能中修改后的一些功能。这意指RTF*和GRE*不必需要所有的功能，其中包括常规RTF和GRE的多路复用具有单端口的多用户数据的功能。
Amp接口在帧协议提供的控制过程中用于带外信令并作为单独的接口被建立。当Amp接口经由MSC模拟器与媒体网关匹配时，协议栈的SCTP(会话控制传输协议)被使用。
在上述协议栈中定义的帧协议将被描述如下。当音频信息在媒体网关和基站控制器之间被发送/接收时，在RTP或GRE上运行的帧协议提供一个用于处理音频数据帧的程序及其控制程序。帧协议的主要功能如下所示。
第一，帧协议具有在音频数据信息被发送之前形成和发送帧的功能，和在相关帧被接收之后把帧划分为控制信息和音频数据信息来分析被划分的信息。
第二，帧协议具有初始化功能，包括在音频数据在基站控制器和媒体网关之间被发送之前指定传输线路的服务质量(QoS)的功能，和发送/接收帧时指定发送/接收的帧数的功能。
第三，帧协议具有在实际发送/接收中经由延迟报告建立和保持同步的功能，从而解决音频数据信息实时发送/接收时引起的延迟问题。
第四，帧协议具有改变包括在媒体网关内的声码器的传输速率和发送模式的声码器传输控制功能，以便在包括在移动站内的声码器的传输速率和发送模式被改变时与移动站的声码器匹配。
第五，帧协议具有在一特定时间控制从媒体网关发送的音频数据传输速率的功能，以便多路复用在基站控制器中产生用DB(Dim and Burst)方案或BB(Blank ahd Burst)方案的信令消息及补充数据(辅助业务)和音频数据帧，并把多路复用的数据发送到移动站。
在本发明中，上述的帧协议功能中的第五功能，即用于控制音频数据传输速率以便执行多路复用的方法将被描述。
首先，将用附图来说明根据本发明用于控制(即降低)传输速率的帧协议的例子。
图4A是根据本发明的实施例的用于降低传输速率的帧协议的A2p反向帧消息的格式，而图4B是图4A中所示的A2p反向帧消息信息中的′反向层3数据′的信息格式。
参考图4A，A2p反向帧消息(A2p Frame_Reverse)是将从基站控制器发送到媒体网关的消息，并且必定包括与消息类型和消息误差检查(消息CRC)相关的信息。另外，A2p反向帧消息有选择地包括反向层3数据的信息单元。反向层3数据信息单元是被发送来降低传输速率的信息单元，以便当执行带内信令时在A2p接口上执行多路复用。这类反向层3数据的信息单元现在将参考图4B来描述。
″编码解码器指示符″表示与当前使用的编码解码器相关的信息。如下表1中所示，值为″000″的编码解码器指示符表示EVRC(增强速率可变编码)方案的编码解码器，值为″001″的编码解码器指示符表示SMV(可选模式声码器)方案的编码解码器，值为″010″和″011″的编码解码器指示符分别表示13K和8KQ-CELP(Qualcom码激励线性预测)编码方案的编码解码器，而值为″100″的编码解码器指示符表示AMR(自适应多速率)编码方案的编码解码器。″101″到″111″的编码解码器指示值是保留值。
表1
  编码解码器指示符的值   含义
  000   EVRC
  001   SMV
010 13K Q-CELP
  011   8K Q-CELP
  100   AMR
  101-111   保留
″帧序列号(FSN)″表示通过执行模操作获得的值所指定的信息，具有根据基站控制器的帧表示系统时间的值16。经由模操作获得的值可以表示基站控制器反向地从基站收发信台接收帧的时刻。
当将从基站控制器发送的信令消息必须经由多个将被发送的20ms帧来多路复用时，″需要降低的帧数″表示为了降低传输速率与需要被降低的20ms的帧数相关的信息。即如表2中所示，可能需要降低与″需要降低帧数″值一样多的正向帧。
表2
  需要降低的帧数的值   含义
  00   一个20ms帧
  01   两个20ms帧
  10   三个20ms帧
  11   四个20ms帧
″需要降低速率″是指出基站控制器在速率降低时隙中的字段。如果有将被发送的信令消息，则″需要降低速率″的值被设置为″1″，否则被设置为″0″。
″BB指示符″是空白和突发指示符。如果基站控制器需要BB方案来发送信令消息或补充数据，则″BB指示符″的值被设置为″1″，否则被设置为指出Dimand Burst方案的值″0″。
″数据包含″是指出是否基站控制器将多路复用和发送的信令消息或辅助业务将被插入将要发送的当前的帧协议反向数据的字段。如果插入信令消息或补充数据，则″数据包含″的值被设置为″1″，否则被设置为″0″。当″数据包含″的值被设置为″1″时，对应于″长度″字段设置值的信令消息或补充数据被插入。
″速率降低时隙″是指出基站控制器希望发送信令消息或辅助业务的时隙的字段。″速率降低时隙″的值设置了一个范围，这个范围每隔20ms从″FSN(帧序列号)″字段中设置的时刻被设置。即，″速率降低时隙″的相应值表示″速率降低时隙x20ms的值(十进制)″的范围和具有来自表示为″FSN″的CDMA系统时间的时隙320ms的范围的其中一个。
″比例″表示由基站控制器设置用于分组到达时间误差(PATE)的时标。″比例″的值在表3中被示出。
表3
  比例字段值   时间单元   PATE范围
  00   0.125ms   ±3.875ms
  01   1.0ms   ±31.0ms
  10   1.25ms   ±38.75ms
  11   5.0ms   ±155ms
分组到达时间误差(PATE)表示接收时间之间的差，其中，媒体网关实际地接收FP-正向层3数据(帧协议正向层3数据)和″比例″字段计算的预期到达时间。因此，PATE的范围被表示为±，并根据″比例″字段中的设定值如表3中所示来建立。
″帧内容″是指出包含在实际的FP-正向层3数据信息中的信息比特数量和代码符号重复率的字段。在基站控制器和媒体网关之间用于带内信令的帧类型如下表4和5所示。
表4
  帧内容(16进制)   名字   说明
  正向   反向
  00   闲置’   在建立无线源之前被发送用于BSC和MGW之间的帧同步   在建立无线源之前被发送用于BSC和MGW之间的帧同步
  7C   空白’   当被用于空白和突发时被发送   当被用于空白和突发时被发送
  7D   适合全速   不应用   无线配置1，适合全速
  7E   擦掉/   不应用   不足的物理层帧数
  7F   空值’   在DTX模式中使用(当把空值业务帧发送到MS时)   在DTX模式中使用(当只存在导频信道和在业务信道上没有保留任何帧时)
表5
  帧内容(16进制)   无线配置   数据传输率(bps)   层3填充比特数   信息比特数
  01   正向：1和反向：1   9600   4   172
  02   4800   0   80
  03   2400   0   40
  04   1200   0   16
  05   正向：1和   14400   4   268
  06   7200   3   125
  07   反向：2   3600   1   55
  08   1800   3   21
  09   正向：3、4、6、7和反向：3、5   未使用   -   -
  0A   9600(20ms)   4   172
  0B   4800   0   80
  0C   2700   0   40
  0D   1500   0   16
  0E   正向：5、8、9和反向：4、6   未使用   -   -
  0F   14400   5   267
  10   7200   3   125
  11   3600   1   55
  12   1800   3   21
″长度″包括″长度″字段之后的字节长度信息。
″信令消息/辅助业务″表示当″信令消息/辅助业务″的值被设置为″1″时被插入的信号消息或补充数据(辅助业务)。
此外，正向层3数据信息可能有选择地包括除了上述信息单元之外的正向链接信息单元(正向链接信息+层3填充)。
同时，在帧协议控制程序的执行过程中，当在A2p接口上用带内信令处理数据时，媒体网关响应于传输速率降低请求消息把传输速率降低确认消息发送到基站。传输速率降低确认消息的信息单元将描述如下。
图5A是根据本发明的实施例的用于降低传输速率的帧协议的A2p正向的帧消息的格式，而图5B是图5A中所示的A2p正向帧消息信息中的′正向层3数据′的信息格式。
在带内信令中，帧协议的音频数据和控制信息经由相同的消息被发送。当带内信令被用来降低传输速率时，如图5A所示，帧协议的正向帧消息格式必定包括与消息类型和消息误差检查(消息CRC)相关的信息。另外，正向帧消息的格式有选择地包括正向层3数据的信息单元。这类正向层3数据的信息单元现在将参考图5B来描述。
″编码解码器指示符″是指出与当前使用中的编码解码器相关的信息的字段。编码解码器信息根据编码解码器指示符的值用和表1所示的反向层3的编码解码器信息中一样的方法来判别。
当媒体网关确认从使用DB(Dim and Burst)方案的基站控制器接收的传输速率降低请求时，传输速率降低确认(Rate_Reduction_Ack)字段被设置为″1″并根据传输速率降低请求来降低传输速率。在与上述相反的情况中或作为基本值的情况中的任一情况中，传输速率降低确认字段被设置为″0″。
″帧序列号(FSN)″是指定通过用根据媒体网关的帧来表示系统时间的值16来执行模操作值的字段。经由模操作获得的值可以被用作从基站控制器到基站收发信台的正向传输时间。
″比例″是媒体网关设置用于分组到达时间误差(PATE)的值的时标的字段。″比例″的值与表3中所示的值相同。
分组到达时间误差(PATE)是指出接收时间之间差的字段，其中，基站控制器实际地接收FP-正向层3数据(反向协议正向层3数据)和″比例″字段计算的预期到达时间。因此，PATE的范围被表示为±，并根据″比例″字段中的设定值如表3中所示来建立。
″帧内容″是指出信息比特数和代码符号重复率的字段。在基站控制器和媒体网关之间用于带内信令的帧类型与表4和5中所示的类型相同。
正向层3数据信息除了上述信息单元之外还可能有选择地包括正向链接信息单元(正向链接信息+层3填充)。
图6是消息误差检查的信息格式，其根据本发明的实施例被包括在帧协议的A2p反向/正向帧消息中。
消息误差检查具有标准的16位信息，其被应用于正向层3数据和消息类型并检查相关消息和层3数据的信息单元。生成器多项式″g(x)＝X16+X12+X5+1″被用于这类检查。
以下说明将给出用于传输速率降低请求消息(即Amp反向帧消息)和传输速率降低确认消息(即Amp正向帧消息)的信息单元，当在帧协议控制程序的执行过程中使用带外信令时，它们分别经由Amp接口被发送。首先，将参考附图来说明传输速率降低请求消息。
图7A是根据本发明实施例的用于降低传输速率的帧协议的Amp传输速率降低请求消息的格式。
″消息类型″是一个字节的信息，表示经由Amp接口发送的传输速率降低的请求消息。″呼叫连接参考″是表示基站控制器和媒体网关上的相关移动站的语音呼叫连接数，其相关字段在表6中示出。
表6
  7   6   5   4   3   2   1   0   八比特组
  Amp单元标识符   1
  长度   2
  (MSB)   销售ID   3
  销售ID(被继续)   (LSB)   4
  (MSB)   生成实体ID   5
  生成实体ID(被继续)   (LSB)   6
  (MSB)   7
  呼叫连接参考值   8
  9
  (LSB)   10
参考表6，″呼叫连接参考″的信息包括″长度″字段，表示由服务供应商建立的销售ID的两个字节的″销售ID″字段，两个字节代码号(在下文中称之为″生成实体ID″)字段，其表示服务供应商分配给产生呼叫连接号的装置的代码号，和四个字节的″呼叫连接参考值″字段，其表示″生成实体″分配来用于判别是否相关移动站发送音频数据的值。
″移动识别″(例如IMSI或ESN)是表示多个相关终端的信息，并包括″长度″字段和″识别类型″字段。移动识别的字段在表7中被示出。
表7
  7   6   5   4   3   2   1   0   八比特组
  A9单元标识符   1
  长度   2
  识别数字1   奇偶检验指示符   识别类型   3
  识别数字3   识别数字2   4
  …
  识别数字N+1   识别数字N   5
″识别类型″字段表示表8中示出的不同类别的移动站识别。
表8
  二进制值   含义
  001   无识别代码
  010   广播地址
  101   ESN
  110   IMSI
″A2p承载ID″表示与基站控制器和媒体网关的承载ID相关的信息，其用于在基站控制器和媒体网关之间发送音频数据，并指出发送方的RTP/UDP/IP或GRE/IP的端口数。
″速率降低信息″如表10中所示地来配置，其中的每个字段将被描述如下。
表9
  7   6   5   4   3   2   1   0   八比特组
  需要降低的帧数   BB指示符   Data_inclusion   速率降低时隙   1
  作用时间   被保留   2
  长度   3
  信令信号/辅助业务   可变
当将从基站控制器发送的信令消息必须经由多个将被发送的20ms帧来多路复用时，″需要降低的帧数″字段指出需要被降低以降低传输速率的20ms的帧数。″需要降低的帧数″的值可以按照表2来定义，其中，需要减少与″需要降低的帧数″的值一样多的正向帧。
″BB指示符″是空白和突发指示符。如果基站控制器需要BB方案来发送信令消息或补充数据，则″BB指示符″的值被设置为″1″，否则被设置为意指Dimand Burst方案的值″0″。
″数据包含″字段指出是否基站控制器将多路复用和发送的信令消息或辅助业务将被插入将要发送的当前的帧协议反向数据(FP反向数据)。如果已经插入信令消息或补充数据，则″数据包含″的值被设置为″1″，否则被设置为″0″。当″数据包含″的值被设置为″1″时，对应于″长度″字段设置值的信令消息或补充数据被插入。
″速率降低时隙″是基站控制器希望发送信令消息或辅助业务的时隙。″速率降低时隙″表示由″速率降低时隙″字段每隔20ms从″作用时间″字段的设定时刻所建立的值。即，″速率降低时隙″的相应值表示″速率降低时隙值x20ms的值″的一范围的一个值。
″作用时间″字段指出当请求降低传输速率时的开始系统时间。″信令消息/辅助业务″字段指出当″信令消息/辅助业务″的值被设置为″1″时被插入的信号消息或补充数据(辅助业务)。
传输速率降低信息不仅包括上述的信息单元而且包括″长度″信息单元，并有选择地包括″信令消息/辅助业务″和″保留″信息单元。另外，传输速率降低信息包括正向链接信息单元(正向链接信息+层3填充)。
图7B是根据本发明实施例的用于降低传输速率的帧协议的Amp传输速率降低的确认消息的格式。
Amp传输速率降低确认消息包括与Amp传输速率降低请求消息的信息单元相同的信息单元，另外还包括当Amp传输速率降低请求不能被确认时插入的故障原因信息单元。当Amp传输速率降低响应不能被确认时，作为故障原因信息单元被插入的每个字段在表10中被示出。此外，在基站控制器和媒体网关之间引起的原因值在表11中被示出。
表10
  7   6   5   4   3   2   1   0   八比特组
  Amp单元指示符   1
  长度   2
  0/1   原因值   3
表11
  二进制值   含义
  000   普通事件
  001   普通事件
  010   初始化不可用
  011   时间同步不可用
  100   速率控制不可用
  101   SMV模式控制不可用
  110～111   保留
另外，如图8A和8B中所示，当使用带外信令时，A2p帧正向/反向消息分别包括与使用带内信令时的A2p正向/反向消息相同的字段，而除去了与传输速率降低有关的被包括在用于带内信令的A2p帧正向/反向消息中的字段。
在上面构造的CDMA 2000 1x中，在基站控制器和媒体网关之间的音频数据传输段中用于降低传输速率来多路复用信号和补充数据的方法将被说明。用于降低传输速率的方法将分别相对于带内信令处理和带外信令处理情况来说明。
首先参考附图来说明在使用带内信令时用于降低传输速率的方法，其中，控制消息被包括在帧协议的发送帧中并连同发送帧一起被发送。
图9是根据本发明实施例的为了降低传输速率而被用于带内信令的呼叫处理程序的流程图。
在步骤910中，在移动站110建立与基站控制器121的会话之后，移动站110执行与被叫方的音频通信。
在这之后，在步骤911中，基站控制器121把从移动站110接收的音频数据帧插入A2p反向帧消息，并把A2p反向帧消息发送到媒体网关131。被发送的A2p反向帧消息包括信息比特和被接收音频数据的传输速率。然后在步骤912中，媒体网关131把经由来自被叫方媒体网关(未示出)的音频数据帧接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p正向帧消息，并把A2p正向帧消息发送到基站控制器121。
在步骤913中，在语音呼叫的执行过程中，当将从基站控制器121发送到移动站110的信令消息或补充数据被产生时，基站控制器121判断是否基站控制器121将对当前正在发送的音频数据执行多路复用。结果，当基站控制器121确定基站控制器121将执行多路复用时，在预定用于多路复用的时刻(作用时间)指定一些A2p反向帧来请求降低根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案的传输速率之后，基站控制器121把A2p反向帧发送到媒体网关131。
在步骤914中，当媒体网关131确认基站控制器121的传输速率降低请求时，媒体网关131根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案在基站控制器121所需的作用时间来降低传输速率。然后，在指定A2p正向帧以告知已经确认传输速率降低请求之后，媒体网关把A2p正向帧发送到基站控制器121。
在步骤915中，基站控制器121根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案把音频数据和信令消息/补充数据发送到移动站110。
在步骤916中，当没有将被多路复用和发送的信令消息和补充数据时，基站控制器121再次正常地把经由音频数据帧从移动站110接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p反向帧，并把A2p反向帧作为分组数据发送到媒体网关131。
在步骤917中，媒体网关131把经由音频数据帧从被叫方的媒体网关接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p正向帧消息，并把A2p正向帧发送到基站控制器121。
上述说明已经示出了通过使用音频信号和数据由单个消息发送的带内信令，从而降低传输速率以便在音频数据传输段中多路复用信号和补充数据的方法。在下文中将说明使用带外信令来降低传输速率的方法，其中，根据本发明的另一个实施例，音频信号和数据分别作为单独的信令消息在信号处理接口(在下文中称之为″Amp″)上被发送。
图10是根据本发明实施例的用于在音频数据传输段中降低传输速率以用于多路复用发送信令消息和补充数据的操作流程图。
在步骤1010中，在移动站110建立与基站控制器121的会话之后，移动站110执行与被叫方的音频通信。
之后，在步骤1011中，基站控制器121把经由音频数据帧从移动站110接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p反向帧消息，并把A2p反向帧消息发送到移动终端131。然后，在步骤1012中，媒体网关131把经由音频数据帧从被叫方的媒体网关接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p正向帧消息，并把A2p正向帧消息发送到基站控制器121。
在语音呼叫的执行过程中，在步骤1013中，当将从基站控制器121发送到移动站110的信号或补充数据被产生时，基站控制器121把信号或补充数据记录在Amp传输速率降低消息中，以便在预定用于多路复用的时刻根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案请求降低传输速率，然后把Amp传输速率降低消息发送到媒体网关131。
在步骤1014中，当媒体网关131确认基站控制器121的传输速率降低请求时，媒体网关131发送Amp传输速率降低确认消息，其通知基站控制器121传输速率将根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案在基站控制器121所需的作用时间内被降低。
在步骤1015中，基站控制器121把经由音频数据帧从移动站110接收的音频数据的信息和传输速率插入A2p反向帧，然后如上所述地把A2p反向帧发送到媒体网关131。
在步骤1016中，媒体网关131把经由音频数据帧从被叫方的媒体网关接收的音频数据的信息和被降低的传输速率插入A2p正向帧消息，并把A2p正向帧消息发送到基站控制器。
在步骤1017中，基站控制器121根据DB(Dim and Burst)或BB(空白和突发)方案把音频数据和信令消息/补充数据发送到移动站110。在步骤1018中，当没有将被多路复用和发送的信令消息和补充数据时，基站控制器121再次正常地把经由音频数据帧从移动站110接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p反向帧，并把A2p反向帧发送到媒体网关131。
在步骤1019中，媒体网关131把经由音频数据帧从被叫方的媒体网关接收的音频数据的信息比特和传输速率插入A2p正向帧消息，并把A2p正向帧消息发送到基站控制器121。
为了借助上述的帧协议来降低基站控制器121和媒体网关131之间的传输速率，用于在基站控制器121和媒体网关131之间降低传输速率的成功和失败的程序将被说明。
当在用户发送音频数据的过程中存在将从基站控制器发送到移动站的层3信令消息或补充数据时，使用DB或BB方案的传输速率降低程序被用来请求媒体网关降低代码转换器(或声码器)的传输速率或用来抽空代码转换器(或声码器)。这类传输速率降低程序可以通过如下所述的两种方法来实现。根据第一种方法，基站控制器告知媒体网关存在将从基站控制器发送到移动站的层3信令消息或补充数据。即，基站控制器首先基于基站的系统时间告知媒体网关何时发送层3信令消息或补充数据。其次，当媒体网关用降低的传输速率把代码转换器(或声码器)帧发送到基站控制器时，基站控制器用相关代码转换器(或声码器)帧来多路复用层3信令消息或补充数据并把包括被多路复用的数据的代码转换器帧发送到移动站。
根据第二种方法，基站控制器把层3信令消息或补充数据以及基于基站系统时间必须在何时发送层3信令消息或补充数据的信息发送到媒体网关。然后，媒体网关与音频消息一起多路复用从基站控制器接收的信令消息或补充数据，并把被多路复用的音频消息和补充数据全速发送到基站控制器，从而使基站控制器能够把被多路复用的音频消息和补充数据发送到相关移动站。根据第一种方法，使用DB或BB方案的传输速率降低程序由基站控制器来控制。根据第二种方法，使用DB或BB方案的传输速率降低程序通过基站控制器来请求并由媒体网关来控制。
图11是根据本发明实施例的成功地执行用于降低传输速率的呼叫程序的操作流程图。
在步骤1100中，媒体网关131首先全速把音频数据发送到基站控制器121。
在步骤1110中，除了当前正被发送到移动站的音频数据之外，当将要被多路复用并从基站控制器121发送到移动站的音频消息或补充数据被产生时，基站控制器121把传输速率降低请求消息发送到媒体网关131。传输速率降低请求消息包括传输速率、作用时间等等的信息，以及在图5A和7A中示出的这类信息。
然后在步骤1120中，媒体网关131准备在基站控制器121请求的作用时间来降低传输速率。在这之后，当媒体网关131可以根据包括在被接收的传输速率降低请求消息内的信息来执行普通处理操作时，媒体网关131把传输速率降低确认消息发送到基站控制器121。传输速率降低确认消息包括传输速率、作用时间等等的信息，以及在图5B和7B中示出的这类信息。表示作用时间的时段(TRR)在传输速率降低控制帧被发送之后开始，并在传输速率降低确认消息被接收时结束。
之后在步骤1130中，媒体网关131用被降低的传输速率把帧发送到基站控制器121，从而使基站控制器121能够把音频消息或补充数据终端连同音频数据一起发送到相关的移动站。
相反，当媒体网关不能执行传输速率降低控制帧的正常处理操作时，媒体网关把包括相关原因信息的NACK消息发送到基站控制器。结果，当基站控制器接收包括被记录为″速率降低不支持″原因的NACK消息时，在包括在基站控制器内的计时器中预定的时段(TRR)内，基站控制器检查从媒体网关发送的音频数据帧的传输速率。结果当传输速率没有被降低时，基站控制器空置从媒体网关发送的一段音频数据帧，并用全速发送帧到移动站的信令消息来填充空白段。
如上所述，根据本发明的方法和系统，当基站控制器请求媒体网关降低传输速率时，传输速率由包括在媒体网关内的代码转换器(或声码器)来降低并被告知基站控制器，从而有效地把信令消息或补充数据连同将被发送的音频数据一起发送到移动站。
虽然已经结合当前认为是最实际和最优化的实施例来描述本发明，然而应当理解，本发明不受限于被公开的实施例和附图，而相反地覆盖了在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和变化。

Claims (26)

1.一种用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中用将要发送到移动站的音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据的方法，媒体网关包括模拟音频信号和编码数字音频信号相互转换的代码转换器，基站控制器向媒体网关发送数字音频信号/从媒体网关接收数字音频信号，该方法包括下列步骤：
把从移动站发送的音频信号和音频信号的传输速率的信息从基站控制器发送到媒体网关；
把从被叫方发送的音频信号和音频信号的传输速率的信息从媒体网关发送到基站控制器；和
当基站控制器正在发送/接收音频信号时，检查是否存在将由基站控制器发送到移动站的信令消息和/或补充数据，并当存在将要发送的信令消息和/或补充数据时，用音频信号把信令消息和/或补充数据多路复用和发送到移动站。
2.权利要求1的方法，还包括以下步骤：当从媒体网关发送到基站控制器音频信号的传输速率没有在预定时段中被降低时，把信令消息和/或补充数据而不是将要发送的音频信号插入音频信号的传输段，并把信令消息和/或补充数据发送到移动站。
3.权利要求2的方法，其中，代替音频信号被发送到移动站的信令消息和/或补充数据被全速发送。
4.权利要求1的方法，其中，用音频信号多路复用和发送信令消息和/或补充数据的步骤如下：
在一预定的时段请求媒体网关降低传输速率；和
从媒体网关接收对传输速率降低的响应，并通过用音频信号来多路复用信令消息和/或补充数据，把音频信号和信令消息和/或补充数据根据被降低的传输速率发送到移动站。
5.权利要求3的方法，其中，在请求媒体网关降低音频信号的传输速率的步骤中，对于一预定时段的传输速率降低请求被记录在反向帧消息中，并且反向帧消息连同预定帧协议的发送帧一起被发送。
6.权利要求5的方法，其中，反向帧消息经由用于发送音频信号数据帧的接口被发送，并包括包含有用于降低请求的信息单元和/或用于传输速率降低时间的时间的信息单元的反向层3数据的信息。
7.权利要求3的方法，其中，传输速率降低请求消息经由第二接口被发送，第二接口与通过其音频信号的数据帧被发送的第一接口被分开地建立，并包括用于传输速率降低的信息和/或用于传输速率降低时间的信息单元，和/或用于移动站识别号的信息。
8.权利要求7的方法，其中，传输速率降低请求消息经由第二接口被发送，第二接口与通过其音频信号的数据帧发送的第一接口被分开建立，并包括传输速率降低的信息和移动站识别号的信息。
9.一种用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中通过基站控制器用音频信号将信令消息和/或补充数据多路复用和发送到移动站的方法，媒体网关包括模拟音频信号和编码数字音频信号相互转换的代码转换器，基站控制器向媒体网关发送数字音频信号/从媒体网关接收数字音频信号，该方法包括下列步骤：
判断是否存在除音频信号之外的信令消息和/或补充数据；
当存在信令消息和/或补充数据时，在预定时段中请求媒体网关降低音频信号的传输速率；和
从媒体网关接收对于音频信号的传输速率降低的响应，并通过用音频信号来多路复用信令消息和/或补充数据，从而根据被降低的传输速率把音频信号和信令消息和/或补充数据发送到移动站。
10.权利要求9的方法，其中，在请求媒体网关降低音频信号的传输速率的步骤中，用于预定时段的传输速率降低请求被记录在反向帧消息中，并且反向帧消息连同预定帧协议的发送帧一起被发送。
11.权利要求10的方法，其中，反向帧消息经由用于发送音频信号数据帧的接口被发送，并包括包含用于降低请求的信息单元和/或用于传输速率降低时间的时间的信息单元的反向层3数据的信息。
12.权利要求9的方法，其中，在请求媒体网关降低音频信号的传输速率的步骤中，用于预定时段的传输速率降低请求被记录在传输速率降低请求消息中，并且传输速率降低请求消息与帧协议的发送帧被分开发送。
13.权利要求12的方法，其中，传输速率降低请求消息经由第二接口被发送，第二接口与通过其音频信号的数据帧发送的第一接口被分开建立，和包括传输速率降低的信息和/或传输速率降低时间的信息，和/或移动站识别号的信息。
14.一种用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中降低音频信号的传输速率的方法，以便媒体网关可以把音频信号和信令消息和/或补充数据多路复用和发送到移动站，媒体网关包括用于模拟音频信号和编码数字音频信号相互转换的代码转换器，基站控制器向媒体网关发送数字音频信号/从媒体网关接收数字音频信号，该方法包括下列步骤：
当基站控制器请求音频信号的传输速率降低时，降低音频数据的传输速率；和
在预定时段内把对于音频信号传输速率降低请求的响应发送到基站控制器。
15.权利要求14的方法，其中，降低的传输速率的结果被记录在正向帧消息中，并且正向帧消息连同帧协议的发送帧一起被发送。
16.权利要求15的方法，其中，正向帧消息经由用于发送音频信号的数据帧的接口被发送，并且包括包含用于传输速率降低的结果信息单元和/或用于预定传输速率降低时段的信息单元的正向层3数据信息。
17.权利要求14的方法，其中，被降低的传输速率结果被记录在传输速率降低响应消息中，并且传输速率降低响应消息与帧协议的发送帧被分开发送。
18.权利要求17的方法，其中，传输速率降低响应消息经由第二接口被发送，第二接口与通过其音频信号的数据帧被发送的第一接口被分开建立，和包括传输速率降低的信息和/或传输速率降低时间的信息和/或移动站的识别号的信息，和/或故障原因的信息。
19.一种用于在包括媒体网关和基站控制器的移动通信系统中用将要发送到移动站的音频信号来多路复用和发送信令消息和/或补充数据的系统，媒体网关包括用于相互转换模拟音频信号和编码的数字音频信号的代码转换器，基站控制器向媒体网关发送数字音频信号/从媒体网关接收数字音频信号，该系统包括：
媒体网关，用于把从被叫方发送的音频信号和音频信号传输速率的信息发送到基站控制器；和
基站控制器，用于把从移动站发送的音频信号和音频信号传输速率的信息发送到媒体网关，当基站控制器正在发送/接收音频信号时，检查是否存在将被发送到移动站的信令消息和/或补充数据，并且当存在将被发送的信令消息和/或补充数据时，用音频信号把信令消息和/或补充数据多路复用和发送到移动站。
20.权利要求19的系统，其中，当从媒体网关发送到基站控制器的音频信号的传输速率没有在预定时段中被降低时，基站控制器把代替将要发送的音频信号的信令消息和/或补充数据插入用于音频信号的传输段，并把信令消息和/或补充数据发送到移动站。
21.权利要求20的系统，其中，代替音频信号被发送到移动站的信令消息和/或补充数据被全速发送。
22.权利要求19的系统，其中，基站控制器在预定时段中请求媒体网关降低传输速率，从媒体网关接收对于传输速率降低的响应，并通过用音频信号多路复用信令消息和/或补充数据，从而用被降低的传输速率把音频信号和信令消息和/或补充数据发送到移动站。
23.权利要求19的系统，其中，为了请求媒体网关降低音频信号的传输速率，基站控制器把预定时段的传输速率降低请求记录在反向帧消息中，并用预定帧协议的发送帧来发送反向帧消息。
24.权利要求23的系统，其中，反向帧消息经由音频信号数据帧的发送接口被发送，并包括具有降低请求信息单元和/或传输速率降低时间的时间信息单元的反向层3数据的信息。
25.权利要求19的系统，其中，为了请求媒体网关降低音频信号的传输速率，基站控制器把预定时段中的传输速率降低请求记录在传输速率降低请求消息中，并从帧协议的发送帧分开发送传输速率降低请求消息。
26.权利要求25的系统，其中，传输速率降低请求消息经由第二接口被发送，第二接口从音频信号数据帧发送经由的第一接口被分开建立，并包括传输速率降低的信息和/或传输速率降低时间的信息单元，和/或移动站标识号的信息。
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