CN1973562A - 节省电信系统中某些接口上的带宽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节省移动通信系统中Abis接口上的带宽。当拥塞出现在Abis全速率信道上时，通信转换到半速率，同时在无线电接口上保持全速率。由此，可能仍能用于在高度干扰的无线电信道上的良好误差校正和控制。

Description

节省电信系统中某些接口上的带宽

技术领域

本发明涉及节省移动电信系统中某些接口上的带宽。尤其是，本发明涉及节省根据GSM标准的Abis接口以及其他标准中相应接口上的带宽。

背景技术

在移动电信系统中，定义多个接口来相互连接所述系统的节点。在接口上，传送诸如被编码的语音信息之类的数据。所选择的编码决定了数据质量。低比特率编码给出较低的质量，反之亦然。在一些接口上，低比特率是可接受的，然而这不能适用于其他接口，这取决于接口所受到的干扰。

GSM标准定义了用于每个自适应多速率AMR编译码器的语音如何在连接基站控制器BSC与无线电基站RBS或基站收发信机BTS的Abis接口上被传送。AMR具有两种编译码器模式：全速率FR和半速率HR。定义了8种AMR语音编译码器，其中所有的八种编译码器可以用于全速率模式，但最低仅六种编译码器用于半速率模式。定义了一种远程代码转换器协议用于全速率模式，且一种用于半速率。对于全速率，使用16kbit/s Abis路径，而对于半速率，使用8kbit/s路径。

尽管通过使用半速率模式可以节省Abis带宽，但是当这样做的时候在无线电接口上语音质量被显著降低，特别是在高无线电干扰情况中。高无线电干扰在使用具有一比一1/1重复使用的部分负荷规划(fraction Load Planning)FLP的现有技术网络情况中是典型存在的。随着通信量增加，1/1的使用变得越来越平常。

用于编码在Abis接口上发送的信息所使用的八种AMR编译码器具有以下比特速率，每秒千比特(kb/s)：

全速率，kb/s    半速率，kb/s

4.75            4.75

5.15            5.15

5.9             5.9

6.7             6.7

7.4             7.4

7.95            7.95

10.2

12.2

高无线电干扰AMR FR将适应目前的情况并且选择较低的AMR编译码器。当在全速率模式中使用7.4或更低的AMR编译码器时，Abis将继续停留在使用16kbit/s远程代码转换器协议，尽管原理上8kbit/sAbis将足够了。这样做以便当改进无线电环境以及选择7.95和更高的AMR编译码器时，可以保持Abis远程代码转换器协议。

随着EDGE标准的引入，增加了对于每个无线电时隙更多Abis带宽的需要。EDGE通常需要每个无线电时隙64kbit/s。EDGE的引入对于许多RBS站来说将需要额外的E1/T1租用线路。这对于运营商来说成本很高。运营商现在越来越多寻求能够使他们避免增加更多租用线路的解决方案。

在美国专利US 6 400 954 B1中，使用了一种技术来根据接入网络的负荷调节在空中接口例如Abis接口上的传输。

发明内容

本发明的思想是暂时地或者永久地使用用于另外的过负荷接口的低编码速率，同时在随后的接口上对此进行补偿，所述随后的接口不是过负荷而是受到干扰。通过使用以下事实来完成这一点，即如果使用了可用的误差校正和控制方法，则高度干扰的接口可以仍旧使用低编码速率。过负荷接口可能是将基站控制器与基站相连接的GSM系统的Abis接口，随后的接口是到移动台的无线电接口，可替换地是其他通信标准的相应单元和接口。

在本发明的优选实施例中，在8kbit/s Abis上传输高达7.4的全速率编译码器，那么这对于该呼叫节省了50％传输，因为否则在16kbit/sAbis上将使用全速率呼叫。这可以为了所有呼叫或者动态地为了由Abis上的拥塞所触发的输入呼叫而完成。

本发明同等地适用于下行链路和上行链路通信或者二者。在所附权利要求中更加充分地限义了本发明。

附图说明

结合下面附图和例示本发明的下面详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显。

图1是GSM系统的基本部分的概述示图，用于理解本发明。

图2示出了本发明如何工作于全速率和半速率传送信息。

具体实施方式

在图1中，示出了包括基站系统BSS的无线电接入网络。BSS包括基站控制器BSC以及多个无线电基站或者基站收发信机BTS。各个BTS在Abis接口上连接到BSC并且在无线电接口上连接到移动台MS。BSC包括代码转换器和速率适配单元TRAU，用于编码语音或者其他数据信息。相应的TRAU也包括在每个移动台中。在图1的网络中还包括负荷估计装置(LE)。LE用信号通知所述系统的各个节点，用于改变取决于负荷或通信量情况的状态。

在图2a中，示出了现今的全速率，并且示出了4个AMR FR编译码器4.75，5.9，7.4和12.2kb/s。连同填充位和控制位，这总计为16kb/s的全速率Abis路径。图2b示出了在8kb/s Abis路径上具有4.75，5.9，6.7和7.4 AMR HR编译码器的现今半速率。

GSM系统中的语音通信业务量在核心网络中被a律或μ律编码并且向下到BSC中的TRAU。在TRAU中，语音被代码转换为在TRAU和移动台MS之间使用的若干编码格式之一。在Abis接口上，使用用于8或者16kb/s Abis路径的远程代码转换器协议传送语音，所述8或者16kb/s Abis路径是在E1或者T1接口上的64kbit/s信道的一部分。在无线电接口上，两种基本格式还被定义为全速率FR和半速率HR。如今，分别在无线电接口上使用FR和在Abis接口上使用16kbit/s之间，以及在无线电接口上使用HR和在Abis上使用8kbit/s之间存在一对一的映射。当在无线电接口上的FR信道上使用AMR时，远程代码转换器协议将在Abis接口上使用16kb/s子信道，如图2a所示。并且当在HR上使用AMR时，远程代码转换器协议将使用8kbit/s的子信道，如图2b所示的。

如上所述，AMR由使用在4.75kbit/s和12.2kbit/s之间的编译码器速率的八种不同语音编码器的集合组成。这考虑到在无线电接口上不同量的误差控制和校正编码，这总共可以在全速率上载送22.8kb/s和在半速率通信上载送11.4kb/s。对于AMR FR，可以使用所有的编译码器速率。对于高度干扰的无线电环境，考虑到很好的纠错将使用低速率编译码器，例如4.75。对于较低干扰的无线电环境，将使用高速率编译码器，例如12.2或者10.2。这导致良好的质量和高容量。

对于AMR HR，可以仅仅使用6个AMR编译码器并且显著地减少误差控制和校正编码的量，因为在无线电接口上的半速率仅仅是11.4kb/s。相比于AMR FR，这导致在干扰无线电环境中质量(和容量)较低。对于有效呼叫，选择一组达4种AMR编译码器速率。在呼叫期间所使用的编译码器速率随着无线电环境的质量改变而改变。

在图2c中示出了根据本发明的优选实施例在Abis上半速率以及在无线电信道上的全速率的使用。使用8kb/s远程TRAU协议，而不是使用用于AMR FR的16kb/s远程代码转换器协议。根据在16和8kb/sTRAU协议之间切换的解决方案，8kb/s协议对于现有AMR HR协议是相同的。结果，AMR FR限于7.4的编译码器并且对于使用8kb/s协议的呼叫来说较低(7.95的编译码器速率可以在半速率无线电接口上传送，但是通常被避免)。

当在上行链路版本中应用本发明时，根据本发明相应的编译码器被用在移动台的TRAU中以便能够在Abis上指派8kb/s路径，甚至对于FR上行链路也可以如此。

在AMR 10.2和AMR 7.4之间的语音质量差别在一些背景噪声情况中特别明显，但是不是很大。另外，呼叫的重要部分将已经是适合于从10.2/12.2向下7.4或者更低的编译码器的链路。

当Abis传输资源完全被分配并且接收到用于新电路切换呼叫或GPRS/EGPRS分组数据信道的增加/修改的请求时，那么使用8kb/sAbis修改足够的AMR FR呼叫以便为所述请求腾出空间。以8kb/s的AMR FR呼叫可以在相同16kb/s上成对被分配Abis传输。使用相同的空气时隙(无切换)并且使用“模式修改”或者通过使用小区内切换可以完成从16到8kb/s Abis的修改。

根据8或者16kb/s Abis是否被使用，有效编译码器组(ACS)应该理想地被改变。例如，使用16kb/s Abis，ACS可以是[4.75；5.9；10.2]。对于8kb/s Abis，它可以是[4.75；5.9；7.4]。如果当从16kb/s Abis到8kb/sAbis时ACS没有改变，则ACS可以仅仅被部分使用，即[4.75；5.9；10.2]的ACS在改变之后实际上将变为[4.75；5.9]。引入用于8kb/s Abis的两个单独ACS的一个替换解决方案是将指示运营商选择ACS以便对于8kb/s Abis也是好的，例如使用ACS[4.75；5.9；7.4；10.2]。

哪些呼叫首先要修改的选择理想上应该基于每个呼叫所使用的实际编译码器。这可能不是切实可行的解决方案，只要可替换的其他值像RXQUAL可以用作优先机制的基础。

带宽节省取决于可以AMR能力终端的穿透度。

结论

现有的解决方案是在过负荷的情况下触发AMR HR的使用，尽管当前的过负荷触发是在无线电接口上而不是在Abis上。利用所建议的解决方案的优点是可以节省Abis容量(并且用于例如EDGE)，而在语音质量上有很少的牺牲。另一方面，在Abis和无线电接口上降级AMR HR意味着语音质量的显著降低，特别地在无线电接口上具有高干扰水平的高负荷网络中。这种情况变得越来越普遍，因为FLP网络正越来越被广泛使用，例如在全世界的许多城市中心由运营商所广泛使用。

通过限定用于AMR FR的编译码器组为最低五个，建议使用AMRFR以及在Abis接口上使用8kbit/s子信道的远程代码转换器协议。它结合了具有最大误差控制和校正的FR无线电信道以及在Abis接口上8kbit/s的较低带宽的优点。这样，节省50％的传输，代价是不能使用最高速率AMR编译码器，导致在非干扰或低干扰无线电环境中稍微降低的语音质量。相比于使用本发明，使用AMR HR(利用8kbit/s Abis)的现有选择导致在干扰有限的无线电网络中较低的语音质量和容量。

选择何时使用AMR FR-8kbit/s Abis结合可以实现控制算法。这个算法考虑到Abis负荷以及单独的呼叫质量方面。

Claims (10)

1.一种在具有至少一个固定接口(Abis)和一个无线电接口的电信系统中传送信息的方法，其中每个接口具有用于多个连接的灵活容量，每个连接具有适当的较高或较低的带宽(8，16kb/s；11.4，22.8kb/s)并且其中以适当的编码速率(4.75，5.9，7.4--12.2kb/s)编码所述连接上发送的信息，其特征在于估计在固定接口上的负荷并且如果所述负荷高于某一门限，则选择在这个接口上的较低带宽(8kb/s)(4.75-7.4)，同时在无线电接口上保持较高的带宽。

2.根据权利要求1的方法，其中如果所使用的编码速率不适合较低的带宽，则选择较低的编码速率。

3.根据权利要求1或者2的方法，其中将额外的误差控制和校正比特添加到无线电接口连接上。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求的方法，其中较低的带宽和编码速率被选择用于上行链路或者下行链路或者二者。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求的方法，其中固定接口是GSM的基站系统(BSS)的Abis接口，所述Abis连接基站控制器(BSC)和基站收发信机(BTS)，以及根据定义半速率(HR)和全速率(FR)数据传输的自适应多速率AMR编译码器(4.75，5.9，7.4--12.2kb/s)编码所述信息，其中半速率(11.4kb/s)和全速率(22.8kb/s)通信也在无线电接口上完成。

6.根据权利要求5的方法，其中当Abis上的负荷高于门限时，在Abis上的通信从全速率(16kb/s)转换到半速率(8kb/s)，同时在无线电接口上保持全速率(22.8kb/s)。

7.根据权利要求6的方法，其中在Abis上从全速率到半速率的切换可以为无线电接口上的额外校正和控制比特腾出空间。

8.一种在电信系统中与移动台通信的系统，所述系统包括连接控制节点(BSC)、无线电基站节点(BTS)以及在所述节点之间的接口(Abis)、负荷估计装置以及用于编码通信信号的代码转换器和速率适配单元(TRAU)，其特征在于用于响应于来自负荷估计装置的消息来改变接口(Abis)上带宽和编码速率的装置以及用于响应于所述负荷消息将误差和校正控制信息添加到无线电传输信号中的基站和/或移动台中的装置。

9.根据权利要求8的系统，其中负荷估计装置(LE)与基站系统(BSS)通信用于下行链路以及与移动台通信用于上行链路通信。

10.一种可与权利要求8的系统相连接的移动台MS，包括TRAU和用于添加校正和控制信息的装置，其特征在于用于接收来自负荷估计装置(LE)的消息的装置以及用于响应所述消息来改变带宽和编码速率的装置以及用于将误差校正和控制信息添加到无线电接口上的输出上行链路信号的装置。

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