CN1961496B - 用于基于分组的无二次编解码操作的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于实现基于分组的无二次编解码操作(TFO)的方法和系统。在一个例子中,该方法包括监控在网元之间发送的分组,以识别TFO请求消息以及TFO确认消息。如果没有识别出TFO确认消息,则从中间网元发送一个替代的TFO确认消息,并且可以同时建立TFO呼叫段和非TFO呼叫段。
Description
背景技术
电信系统包括能够对这种系统内传送的语音和/或数据通信执行各种操作的组件。例如,基于全球移动通信系统(GSM)标准的网络可以利用诸如码转换器/速率适配单元(TRAU)之类的网元来处理对不同编解码器和速率的使用。TRAU可以处理码转换以在两种编码方案之间转换信息,并且可以提供速率适配以处理对8kbps、16kbps或32kbps而不是诸如64kbps之类更高的速率的使用以使得使用不同的编解码器和速率的网络或网元可以进行通信。
为了能够对用于“移动到移动”业务的TRAU的配置进行控制,已经开发了无二次编解码操作(TFO)功能性。当采用TFO时,照常执行呼叫建立,包括在网络上分配64kbps信道以及在接入网和终端网中插入TRAU。根据TFO的规定,TRAU将试图在64kbps承载信道上利用带内信令来彼此通信。如果通信成功,并且移动台支持兼容的编解码器,则禁用接入网中的码转换,允许在移动网上传输压缩话音。然而,目前的TFO实现具有多种禁止其使用的限制。
因此,需要一种针对基于分组的TFO的改进的方法和系统。
附图说明
图1是其中可以实现本发明的网络的一个实施例的示图。
图2是示出TFO/eTFO(无二次编解码操作/增强无二次编解码操作)“端到端”呼叫的系统的一个实施例的示图。
图3是用于确定关于建立TFO呼叫段和非TFO呼叫段并相应地建立呼叫的需求的方法的一个实施例的流程图。
图4是其中已经根据图3的方法建立了TFO呼叫段和非TFO呼叫段的系统的一个实施例的示图。
图5是图4的系统中的图3的方法的特定例子的序列图。
具体实施方式
本公开针对一种用于在不具有TFO能力的网络中提供基于分组的无二次编解码操作(TFO)的方法和系统。
应当理解,以下公开提供了用于实现本公开的不同特征的很多不同的实施例或例子。下面对组件和配置的特定例子进行描述是为了简化本公开。当然,这些仅仅是例子并且并非意图进行限制。此外,本公开可以在不同的例子中重复参考标号和/或参考字母。这种重复是为了简单和明确,并且其本身不说明所讨论的各种实施例和/或各种配置之间具有某种关系。
参考图1,在一个实施例中,网络100可以向移动设备102(也称为“移动台”(MS))提供无线服务。网络100包括基站子系统(BSS)104、无线网络子系统(RNS)106以及核心网(CN)108,所有这些都基于GSM技术。BSS 104包括基站收发信机(BTS)110,BTS 110耦合到基站控制器(BSC)112以建立和维护与移动设备102的通信会话。RNS 106包括耦合到无线网络控制器(RNC)116的节点114。CN 108包括媒体网关(MGW)118、移动交换中心(MSC)120、为通用分组无线服务(GPRS)提供服务的支持节点(一并称为“SGSN”)122以及网关GPRS支持节点(GGSN)124。
在本例中,BSC 112和RNC 116都耦合到MGW 118、MSC 120和SGSN 122。MGW 118同样耦合到MSC 120,并且耦合到PSTN 128,PSTN128使得移动设备102能够与不是网络100的一部分的另一设备(诸如有线电话130)进行通信。SGSN 122与GGSN 124进行通信,二者均耦合到分组数据网络(PDN)126。应当理解,很多其他的网元可以驻留在BSS 104、RNS 106和/或CN 108中。此外,除了PDN 126和PSTN 128,还有很多其他的网络和网元可以耦合到网络100。尽管网络100是与3GPP规范的修订版本4(R4)兼容的网络的例子,但是某些或所有其他的网络可以不是R4网络,但作为替代,可以基于包括先前的GSM修订版本、码分多址(CDMA)和/或通用移动电信服务(UMTS)的标准。网络100还可以服务于各种设备,包括移动电话、计算机、个人数字助理、以及任意其他的配置为利用无线链路或有线链路进行通信的设备。
注意,可以利用各种协议来实现通过网络100的各种组件而发生的通信。例如,某些通信可以使用7号信令系统综合业务数字网(ISDN)的用户部分(一并称为“SS7 ISUP”)或网际协议(IP),而其他通信可以针对用户数据使用GPRS隧道协议U(GTP-U)并且针对信令使用GTP-C协议。
系统100可以包括能够对在这种系统内传送的语音和/或数据通信速率执行各种操作的网元。例如,系统100可以利用诸如码转换器/速率适配单元(TRAU)(未示出)之类的网元来处理对不同编解码器和速率的使用。TRAU可以处理码转换以在两种编码方案之间转换信息,并且可以提供速率适配以处理对8kbps、16kbps或32kbps而不是诸如64kbps之类更高的速率的使用以使得使用不同速率的网络或网元可以进行通信。在本例中,尽管TRAU可以在功能上属于BTS 110,但是其可以位于BTS 110、BSC 112或MSC 114(紧接在MSC114之前)上。
目前的TRAU实现具有某些缺点。例如,TRAU通常具有在GSM网络内的固定位置,并且使用其自身与基本上专有的BTS 110之间的接口。这阻止了对TRAU进行灵活的定位,而这种定位有可能会节省带宽或提高语音质量。
可以在网络100中使用被称作无二次编解码操作(TFO)功能的一种功能,以实现对用于“移动到移动”业务的GSM TRAU的配置的某种控制。当采用TFO时,照常执行呼叫建立,包括在网络上分配64kbps信道以及在接入网和终端网中插入TRAU。根据TFO的规定,TRAU将试图在64kbps承载信道上利用带内信令来彼此通信。如果通信成功,并且移动台支持兼容的编解码器,则禁用接入网中的码转换,允许在移动网上传输压缩话音。
TFO功能主要是对“移动到移动”呼叫引入了语音质量的提高。尽管TFO可以跨时分复用(TDM)网络和分组网络而运行,并且可以扩展到跨网络边界(当所有信令都是带内传送时),但是TFO具有会降低其期望特性的根本约束。这些约束的例子包括以下事实:所有的径内设备(IPE:In-Path equipment)必须是TFO友好的(即,在调用TFO的前后,带内信令一定不能被中断),TFO只为“移动到移动”呼叫提供语音质量的提高,而承载路径的带宽却由于带内信令机制而被限制在64kbps。
诸如增强TFO(eTFO)之类的针对TFO提出的改进集中于将TFO扩展为提供对分组网络的改善的支持,其目的是为了引入显著的传输节约。尽管TFO被设计为工作于分组基础设施上,但是TFO不能够优化传输,原因是TFO一旦激活,就仍会要求G.711流。相反,eTFO一旦激活就启动特定的控制信道(在用户面内),使得语音承载流降低到64kbps以下,而不必担心对随后的带内信令造成影响。
参考图2,系统200的一个实施例示出了可以用于利用TFO/eTFO功能性在R4体系结构与非R4体系结构之间提供呼叫的各种网元。系统200包括图1的BSC 112、MGW 118和MSC 120,并且还包括MSC 202、MGW 204、PSTN 206、MSC 208以及BSC 210。如现有技术中已知的,BSC 112和BSC 210与其相应的MSC进行通信(如A接口连接所限定),每个WMG 118和MGW 204使用诸如H.248之类的协议与其相应的MSC进行通信(如Mc接口连接所限定)并与另一个MGW进行通信(如Nb接口连接所限定),并且MSC 120和MSC 202使用诸如承载独立呼叫控制(BICC)协议之类的协议进行通信。
在呼叫建立之后,经由在G.711比特流内传输的标准带内信令消息“端到端”地激活TFO。这在没有任何中间TRAU的情况下(如同任意的TRAU物理上存在于通信路径中,但是完全或部分地禁用这些TRAU的码转换功能)引入支持“移动到移动”语音的传输介质。在这种纯粹的TFO模式中,不能在语音路径的TDM部分或分组部分中获得任何传输节约。
然而,在具有eTFO能力的网络中,MGW 118与MGW 204之间的Nb接口连接支持与压缩话音相关联的比特率(例如,增强型全速率(EFR)或半速率(HR)),而不是TFO信令所需的全64kbps。这有可能是因为eTFO在用户面内启动了一个单独的控制信道,该控制信道有助于带内信令的连续使用。注意,MGW 118、204在TFO信道的建立中并没有直接涉及到,而是在eTFO场景中才使用,在该场景中,需要它们来执行成帧协议(framing protocol)的协作以及单独控制信道的启动。
尽管在纯粹的TFO上有改进,但由于eTFO只提供针对“移动到移动”呼叫的益处,所以eTFO遇到了与TFO相同的根本约束。对于形成大部分网络业务的混合接入类型的场景(例如移动到有线),不能获得任何语音质量或传输节约的改善。
参考图3,方法300提供了用于将基于eTFO和其他TFO的分组网络技术扩展到以任意接入类型终止的跨网络业务或网络间业务的处理的一个实施例。如以下将在更具体的例子中所描述的,方法300可以实现于一个或多个网络实体内,诸如在MGW内。
在步骤302中,网络实体(例如MGW 204)监控来自另一网络实体的用于TFO请求的分组。如果在步骤304中确定没有检测到请求,则在步骤306中照常建立呼叫(例如,不使用TFO)。如果在步骤304中检测到TFO请求,则在步骤308中监控用于TFO确认的返回分组。如果检测到TFO确认(如在步骤310中确定的那样),则方法100继续到步骤312,在步骤312中建立常规的TFO/eTFO呼叫。如果在步骤310中没有检测到TFO确认,则在步骤314中关于超时时段是否已经过去进行判断。如果超时时段还没有过去,则方法返回步骤310,并继续监控用于TFO确认的分组。如果超时时段已经过去,则方法继续到步骤316,在步骤316中发送一个替代的TFO确认。进行发送的网络实体随后充当终止TRAU用于呼叫目的,并且同时使用TFO/eTFO段和非TFO段来建立呼叫。应当理解,各种网络实体可以参与监控和发送消息,并且进行监控的网络实体可以是充当终止TRAU的网络实体或者可以不是充当终止TRAU的网络实体。
现在参考图4(其包括来自图2的系统200的网元)以及图5,其中提供了图3的方法300的更具体的例子。在本例中,为MGW 118和MGW 204添加了实现TFO协议的“逐段”(leg-by-leg)实例化的功能性,而不需要“端到端”的TFO连接。特别地(图5),MGW 204包括用于确定到其右边的呼叫路径(例如,在其自身与PSTN 206之间)是否支持TFO的功能性。如果该呼叫路径支持TFO,则如前所述建立使用TFO/eTFO的呼叫。如果该呼叫路径不支持TFO,则MGW 204将充当TFO终止TRAU,并将压缩话音转换成G.711。
如图5所示,可以如同可应用的3GPP标准(例如,TR28.062)所定义的那样使用TFO信令过程。在本例中,MGW 204不独立地启动TFO,而是监控来自MGW 118的用于来自与发起端点相关联的TRAU的TFO请求的G.711帧。这些消息(TFO_REQ)以不变的话音帧的形式一路传送。如果终止呼叫端也支持TFO,则该终止呼叫端返回TFO_ACK消息(未示出)。这将会启动TFO/eTFO过程(例如,在后向话音帧中该TFO_ACK消息由MGW 204识别,并且MGW 204将认为这是一个“端到端”移动呼叫)。
然而,如果在可设置的时间段之后,MGW 204未能识别后向TFO_ACK消息,则MGW 204假定呼叫终止于非移动接入设备(例如,不存在具有TFO能力的终止TRAU)。在本例中,该处理只有当在TFO激活的TRAU的远程一侧具有TDM设备路径时才可以在MGW上被调用。在这种场景中,扩展的TFO/eTFO过程将被激活,其包括将MGW 204转变为TFO协作网关。MGW 204用作终止TRAU,并且使用TFO_ACK(或TFO_REQ)向源发TRAU发回消息以发起压缩话音的传输。因此,可以使用EFR/TFO/TDM来建立BSC 112与MGW 118之间的呼叫段,可以使用EFR/eTFO/IP来建立MGW 118与MGW 204之间的呼叫段,并使用G.711/TDM来建立MGW 204与PSTN 206之间的呼叫段。这使得即使没有“真正的”终止TRAU,也可以使用TFO/eTFO,并且使得诸如图1的有线电话130之类的非移动设备可以利用TFO/eTFO的益处。
应当理解,MGW 118可以包括类似的功能性。因此,MGW 118可以监控消息,以确定下一个网络实体(例如,MGW 204)是否能够支持TFO/eTFO。在本例中,由于MGW 118可以同时观察到TFO_ACK和TFO_REQ,因此MGW 118不改变其行为。
此处提出的网络、网络实体以及协议被用作代表性的应用来描述本公开。然而,本公开可以应用到可以实现TFO的任意类型的网络或网元。此外,在各种实施例中描述的功能性可以以硬件和/或软件的形式实现。例如,可以将用于实现图3的方法的软件指令存储在单一的网元(例如,媒体网关)上。作为替代,可以根据需要而在多个网元之间划分所描述的功能性,每个单元具有某些或全部所描述的功能性。应当理解,在此描述的方法的各个步骤可以被重新安排、组合或进一步划分,并且某些实现可能需要使用替代性的步骤。因此,尽管已经参考本公开的优选实施例特别地示出和描述了本公开,但是本领域普通技术人员将理解,在不偏离如所附权利要求所阐释的本公开的精神和范围的情况下,可以对本公开作出形式和细节上的各种改变。
Claims (23)
1.一种用于在电信系统中提供基于分组的无二次编解码操作TFO的方法,所述电信系统至少具有第一网元、第三网元以及位于所述第一网元与所述第三网元之间的第二网元,所述方法包括:
监控从所述第一网元发送到所述第三网元的分组,以识别TFO请求消息;
监控从所述第三网元发送到所述第一网元的分组,以识别所述第三网元对所述TFO请求消息进行响应的TFO确认消息;
如果没有识别出来自所述第三网元的TFO确认消息,则从所述第二网元向所述第一网元发送TFO确认消息;以及
在从所述第二网元发送TFO确认消息之后,在所述第一网元与所述第二网元之间建立TFO呼叫段,并在所述第二网元与所述第三网元之间建立非TFO呼叫段。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在没有识别出来自所述第三网元的TFO确认消息的情况下,确定超时时段是否已经过去;以及
只有当所述超时时段已经过去时,才从所述第二网元发送所述TFO确认消息。
3.根据权利要求2所述的方法,还包括:在识别出所述TFO请求消息之后开始所述超时时段。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括:在开始所述超时时段之前将所述超时时段设定为预定的时间段。
5.根据权利要求3所述的方法,其中所述第二网元是媒体网关。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述TFO呼叫段包括对增强TFO(eTFO)的使用。
7.根据权利要求1所述的方法,还包括:如果没有识别出TFO请求消息,则建立非TFO呼叫。
8.根据权利要求1所述的方法,还包括:如果识别出来自所述第三网元的TFO确认消息,则建立“端到端”TFO呼叫。
9.一种用于在电信系统中提供基于分组的无二次编解码操作TFO的方法,所述电信系统至少具有位于配置用于TFO能力的第一设备与未配置用于TFO能力的第二设备之间的第一媒体网关,所述方法包括:
监控从所述第一设备发送到所述第二设备的分组,以识别TFO请求,其中所述监控由所述媒体网关执行;
监控从所述第二设备发送到所述第一设备的分组,以识别响应于所述TFO请求而发送的TFO确认,其中所述监控由所述媒体网关执行;
如果没有识别出来自所述第二设备的TFO确认,则从所述媒体网关向所述第一设备发送TFO确认;以及
在从所述媒体网关发送TFO确认之后,在所述第一设备与所述媒体网关之间建立使用TFO的第一段,并且在所述媒体网关与所述第二设备之间建立不使用TFO的第二段。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括:
在没有识别出来自所述第二设备的TFO确认的情况下,确定超时时段是否已经过去;以及
只有所述超时时段已经过去时,才从所述媒体网关发送所述TFO确认。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括:在识别出所述TFO请求之后开始所述超时时段。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:在开始所述超时时段之前将所述超时时段设定为预定的时间段。
13.根据权利要求9所述的方法,还包括:如果没有识别出TFO请求,则建立非TFO呼叫。
14.根据权利要求9所述的方法,还包括:如果识别出来自所述第二设备的TFO确认,则建立“端到端”TFO呼叫。
15.一种用于在电信系统中提供基于分组的无二次编解码操作TFO的系统,所述电信系统至少具有位于配置用于TFO能力的第一设备与未配置用于TFO能力的第二设备之间的第一媒体网关,所述系统包括:
用于监控从所述第一设备发送到所述第二设备的分组以识别TFO请求的装置,其中该装置包括在所述媒体网关内;
用于监控从所述第二设备发送到所述第一设备的分组以识别响应于所述TFO请求而发送的TFO确认的装置,其中该装置包括在所述媒体网关内;
用于如果没有识别出来自所述第二设备的TFO确认则从所述第一媒体网关向所述第一设备发送TFO确认的装置;以及
用于从所述媒体网关发送TFO确认之后在所述第一设备与所述第一媒体网关之间建立使用TFO的第一段并且在所述第一媒体网关与所述第二设备之间建立不使用TFO的第二段的装置。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述第一设备为具有TFO能力的码转换器/速率适配单元TRAU。
17.根据权利要求15所述的系统,至少还包括第一移动交换中心,其耦合到所述第一媒体网关。
18.根据权利要求15所述的系统,还包括:
用于在没有识别出来自所述第二设备的TFO确认的情况下确定超时时段是否已经过去的装置;以及
用于只有所述超时时段已经过去时才从所述第一媒体网关发送所述TFO确认的装置。
19.根据权利要求15所述的系统,还包括:用于如果没有识别出TFO请求则建立非TFO呼叫的装置。
20.根据权利要求15所述的系统,还包括:用于如果识别出来自所述第二设备的TFO确认则建立“端到端”TFO呼叫的装置。
21.根据权利要求15所述的系统,还包括:
第二媒体网关,其位于所述第一媒体网关与所述第二设备之间;
用于监控从所述第一媒体网关发送到所述第二设备的分组以识别TFO请求的装置;
用于监控从所述第二设备发送到所述第一媒体网关的分组以识别TFO确认的装置;
用于在没有识别出来自所述第二设备的TFO确认的情况下从所述第二媒体网关向所述第一媒体网关发送TFO确认的装置;以及
用于在从所述第二媒体网关发送TFO确认之后在所述第一媒体网关与所述第二媒体网关之间建立使用TFO的第一段并且在所述第二媒体网关与所述第二设备之间建立不使用TFO的第二段的装置。
22.一种用于提供基于分组的无二次编解码操作TFO的系统,所述系统包括:
第一网元,其配置为包括TFO能力;
第二网元,其未配置为包括TFO能力;
第三网元,其位于所述第一网元与所述第二网元之间,并且配置为在所述第一网元与所述第二网元之间为通信提供信道;
用于在呼叫建立期间监控从所述第一网元发送到所述第二网元的分组以识别TFO请求消息的装置;
用于如果没有识别出TFO请求消息则建立非TFO呼叫的装置;
用于监控从所述第二网元发送到所述第一网元的分组以识别TFO确认消息的装置;
用于如果识别出来自所述第二网元的TFO确认消息则在所述第一网元与所述第二网元之间建立TFO呼叫的装置;
用于如果没有识别出来自所述第二网元的TFO确认消息则从所述第三网元向所述第一网元发送TFO确认消息的装置;以及
用于在从所述第三网元发送TFO确认消息之后在所述第一网元与所述第三网元之间建立TFO呼叫段并且在所述第二网元与所述第三网元之间建立非TFO呼叫段的装置。
23.根据权利要求22所述的系统,还包括:
在没有识别出来自所述第二网元的所述TFO确认消息的情况下,确定超时时段是否已经过去;以及
只有当所述超时时段已经过去时,才从所述第三网元发送所述TFO确认消息。
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