专利名称：：基于ip承载的a接口的上行不连续语音传输方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及语音传输技术，特别是涉及一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输方法及装置。
背景技术：
：全3求移动通信系统(GSM,GlobalSystemforMobileCommunications)是移动通信中使用最广泛的一种通信系统，其无线接入网络设备通常称为基站子系统(BSS，BaseStationSystem)。BSS在GSM中起到的作用是一方面，BSS通过无线网络同移动终端(MS，MobileStation)相连，进行无线信号的发送、接收及无线资源管理；另一方面，BSS与核心网(CN,CoreNetwork)相连，CN包括移动交换中心服务器(MSCServer,MobileSwitchingCenterServer)和媒体网关(MGW，MediaGateway)等，实现MS之间或MS与固定网络用户之间的通信连接、传送系统信息和用户信息等功能。如图1所示，典型的BSS包括两个逻辑节点基站控制器(BSC,BaseStationController)1和基站收发信台(BTS，BaseTransceiverStation)2。BSC1与BTS2之间的通信接口称为Abis接口，用于实现BSC1与BTS2之间的远端互连。一般，Abis接口采用标准的2.048Mbps或64Kbps的脉冲编码调制(PCM，PulseCodeModulation)数字传输链路来实现数据传输，其上承载语音业务信道。Abis接口中传输的帧结构符合编码转换及速率适配单元(TRAU，TranscodingandRateAdaptationUnit)帧的结构。对于一个语音业务信道而言，BSC1和BTS2之间每隔20ms传输一个TRAU帧结构的语音业务帧，该语音业务帧包含320bit或160bit数据，分别对应于全速率语音业务信道和半速率语音业务信道，也就是说该语音业务信道的传输速率为16Kbps或8Kbps。其中，根据编码速率的不同，i吾音业务帧包括全速率(FR，FullRate)语音业务帧、增强型全速率(EFR,EnhancedFullRate)语音业务帧、半速率(HR,HalfRate)语音业务帧等。BSC1与MGW3之间的通信接口称为A接口，A接口中数据码流为64Kbit/s的G.711格式的PCM编码信号，与Abis接口中的语音业务信道速率和编码方式都不同，所以在BSC1—侧增加了TRAU,TRAU能将来自A接口的PCM编码信号转换为Abis接口中语音业务信道的语音编码信号，并作相应的速率适配；或者，反过来将Abis接口中语音业务信道的语音编码信号转换为A接口中的PCM编码信号，并作相应的速率适配。通信中的语音传输有两种方式一种是不管用户是否在讲话，对语音信号均进行连续的编码和传输；另一种是不连续传输(DTX，DiscontinuousTransmission)。如图2a所示，在上行DTX语音传输链路中，在语音激活期，MS每20ms向BTS发送一个包含语音信息的帧，图2a中标识为网格填充的矩形块。由BTS将该语音信息组成TRAU帧结构的语音业务帧，此时的语音业务帧携带了语音信号，称为语音帧。BSC将该语音帧进行编码转换和速率适配后发送给MGW,图2b中斜线填充的矩形块为BSC发送给MGW的语音帧编码转换后的数据。在语音非激活期，MS每480ms向BTS发送一个包含舒适噪音特征参数的帧，图2a中由空白矩形块标识，由BTS将该帧组成TRAU帧结构的语音业务帧，此时的语音业务帧携带的是舒适噪音特性参数，称为舒适噪音帧。BSC将该舒适噪音帧进行编码转换和速率适配发送给MGW,图2b中点状图案填充的矩形块为BSC发送给MGW的舒适噪音帧编码转换后的凄t据。在480毫秒间隔内，BTS收到的都是无用的噪音信息，只能形成坏帧，BTS经由BSC向MGW发送这些坏帧，图2b中由黑色填充的矩形块标识坏帧。为了保证连贯性，BSC将坏帧和无效舒适噪音帧都发送给MGW。BTS发送给BSC的语音业务帧中，与DTX传输方式相关的参数，DTX控制参数包括坏帧指示(BFI，BadFrameIndication)、静音指示(SID，SilenceDescriptor)等，其取值以及代表的含义如表1所示，表1为与上行DTX传输有关的参数取值及其代表的含义。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1其中，有效SID帧是指解码后，通过功率判别或其他判别方式确定为有效舒适噪音帧的语音业务帧；而无效SID帧是指解码后既不能归于舒适噪音帧，也不能归于语音帧的语音业务帧，也称为无效舒适噪音帧。有效舒适噪音帧和无效舒适噪音帧统称为舒适噪音帧。在现有技术中，由于BSC接到坏帧、无效舒适噪音帧之后，仍然将其发送给MGW，而这些帧是无法解码还原成语音信号的，实际上造成了带宽资源的浪费。采用DTX方式可以降低空中总的干扰电平，提高系统效率，同时也可减少无线收发信机的耗电，这种优势对于移动终端而言尤为明显。对于FR、EFR和HR业务的DTX语音传输具体处理流程请参见3GPPTS46.031、3GPPTS46.081和3GPPTS46.041,在此不再详述。随着软交换技术引入核心网，基于IP的交换网架构逐渐形成。其中，基于IP承载的A接口，相对于传统的基于PCM传输链路的A接口具有着更高的传输效率和灵活性。基于IP承载的A接口简称为AoIP接口。基于AoIP接口的上行DTX语音传输装置结构如图3所示，AoIP接口连接的两侧仍是BSC和MGW,为了适应传统的电路交换方式，将编码转换单元(TC,Transcoder)设置在MGW—侧，以对AoIP接口中传输来的语音业务帧进行编码转换，发送到MGW的上行接口中。此时，Abis接口可以是基于IP传输方式的，称为IPAbis接口，也可以是基于原有的电路交换传输方式的Abis接口。由于A接口传输链路不再限制为64Kbps的PCM码流，而采用灵活的IP传输电路，所以，如果AoIP接口继续采用原有的传输方式，由BSC向MGW发送包括语音帧、有效舒适噪音帧、坏帧、无效舒适噪音帧的语音业务帧序列，就会造成网络资源不必要的浪费。据统计分析，通话过程中有60%-70%的时间处于语音非激活期，也就是说，在上行DTX语音传输链路中，BSC向MGW发送的语音业务帧序列中，有大约一半的语音业务帧属于坏帧或无效舒适噪音帧，这种情况对于基于AoIP接口而言，是一种明显的资源浪费。
发明内容有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于AoIP接口的上行DTX语音传输的方法，能解决BSC向MGW传输无用帧而造成的资源浪费问题，达到节约网络资源的目的。本发明的另一目的在于提供一种基于AoIP接口的上行DTX语音传输的装置，能丢弃坏帧和无效舒适噪音帧并恢复语音业务帧序列，进而达到节约网络资源的目的。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，该方法包括以下步骤基于IP承载的A接口的基站控制器仅发送舒适噪音帧和语音帧给网关；网关设备通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。其中，所述舒适噪音帧为有效舒适噪音帧和/或无效舒适噪音帧。本发明的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法的两个步骤之间进一步包括判断是否需要对基于IP承载的A接口传输来的语音业务帧进行编码转换，如果需要，则执行步骤B，否则，直接将基于IP承载的A接口传输来的语音业务帧发送到上行接口中。本发明的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法之后进一步包括对所述语音业务帧序列执行编码转换，再将编码转换后的语音业务帧发送给网关的上行接口。其中，所述补帧为在语音激活期，如果网关在固定周期内不能收到语音帧，则对全速率语音业务，按固定周期补充空帧或坏帧，对半速率语音业务和增强型全速率语音业务，按固定周期补充坏帧；在语音非激活期，如果网关在固定周期内不能收到舒适噪音帧，则对全速率语音业务、半速率语音业务和增强型全速率语音业务均按固定周期补充坏帧。其中，所述固定周期为20ms。其中，所述语音业务帧的结构符合编码转换及速率适配单元帧的结构、或符合RFC3551所限定的帧结构。一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的装置，所述装置包括基站控制器侧的速率适配单元和帧发送控制单元以及网关侧的帧检测单元，其中，基站控制器侧的速率适配单元，用于对基于IP承载的A接口中收到的语音业务帧进行速率适配，获取不连续传输控制参数；基站控制器侧的帧发送控制单元，用于根据不连续传输控制参数控制基站控制器只发送语音帧和舒适噪音帧给网关；网关侧的帧4企测单元，用于通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。本发明的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的装置还包括网关侧的编码转换单元和语音业务帧转发单元，其中，编码转换单元，用于对网关侧的帧检测单元所恢复的需要进行编码转换的语音业务帧序列进行编码转换；语音业务帧转发单元，用于对网关所收到的不需要进行编码转换的语音业务帧直接转发。一种实现上行不连续语音传输的网关，所述网关包括帧检测单元，所述帧检测单元用于通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。本发明的上行不连续语音传输的网关，还包括编码转换单元和语音业务帧转发单元，其中，编码转换单元，用于对帧检测单元所恢复的需要进行编码转换的语音业务帧序列进行编码转换操作；语音业务帧转发单元，用于对网关所收到的不需要进行编码转换的语音业务帧进行直接转发操作。一种实现上行不连续语音传输的基于IP承载的A接口的基站控制器，所述基站控制器包括速率适配单元和帧发送控制单元，其中，速率适配单元，用于从基于IP承载的A接口中收到的语音业务帧中获取不连续传输控制参数；帧发送控制单元，用于根据不连续传输控制参数控制基站控制器只发送语音帧和舒适噪音帧给网关。本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输方法，BSC只向基于AoIP接口的MGW发送语音帧和舒适噪音帧，因此能避免AoIP接口上行DTX语音传输方法中对于坏帧、无效舒适噪音帧的发送，在不影响语音质量的情况下可减少传输带宽的占用，因此能够节约网络资源，进而能有效降低AoIP接口的传输成本。并且，本发明方法并不限定AoIP接口上行传输的帧结构，能兼容原有Abis接口中传输的TRAU帧和其它类型包含语音净荷的帧结构，适用面广。另外，本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输装置是在现有基于A接口的上行DTX语音传输装置的基础上，增加了帧发送控制单元和帧检测单元而形成的，这种架构能尽量保持原有上行DTX语音传输装置架构，方便系统升级和改造。图1为现有技术基于A接口的上行DTX语音传输装置结构示意图；图2a为现有技术基于A接口的上行DTX语音传输方法中MS发送给BTS的帧序列结构图2b为现有技术基于A接口的上行DTX语音传输方法中BSC发送给MGW的数据结构图3为本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输装置结构示意图4为本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输装置的内部结构示意图5为本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输方法的流程图6为本发明基于AoIP接口上行DTX语音传输过程中的状态转换示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。本发明的核心思想是BSC向MGW只发送语音帧和舒适噪音帧，MGW通过补帧方式恢复出语音业务帧序列。为实现本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输方法，本发明采用如图4所示的基于AoIP接口的上行DTX语音传输装置，该装置中，BSC—侧包括速率适配单元101和帧发送控制单元102;而在MGW—侧包括帧检测单元201、TC202和语音业务帧转发单元203，其中，速率适配单元IOI,用于对Abis接口中传输来的语音业务帧进行速率适配，获取DTX控制参数。Abis接口中传输来的语音业务帧可以是传统的TRAU帧结构，也可以是其它包含语音净荷的帧结构，例如RFC3551所限定的帧结构。当Abis接口中传输来的语音业务帧是传统的TRAU帧时，速率适配单元101直接从TRAU帧中获取SID、BFI等DTX控制参数。当Abis接口中传输来的语音业务帧是RFC3551所限定的帧结构或其它类似的包含语音净荷的帧结构时，速率适配单元101可以从承载该语音业务帧的相应网络传输协议包头中获取DTX控制参数，例如从RTP包头中或从该语音业务帧的特定参数字段中获取DTX控制参数。帧发送控制单元102，用于根据DTX控制参数，控制BSC向MGW发送语音帧和舒适噪音帧。进行帧发送控制时，有两种方案一种是，BSC向MGW发送语音帧和舒适噪音帧，即BFI和SID都为0的语音业务帧，以及BFI为0、SID为1或2的语音业务帧；第二种是，BSC向MGW发送语音帧和有效舒适噪音帧，即BFI和SID都为0的语音业务帧，以及BFI为0、SID为2的语音业务帧，选择何种方案取决于实际需要。帧检测单元201，用于通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。如果MGW上行4妄口中与AoIP接口中所传输的凄t据编码方式不一致，就需要MGW进行编码转换。具体的，在语音激活期，帧检测单元201每隔固定周期收到一个语音帧时，即将该帧及其DTX控制参数发送给TC202,如果帧检测单元201每隔固定周期没有收到语音帧时，则才艮据3GPPTS48.060的规定，对不同业务类型采fL不同的处理方式对于FR业务，任选补空帧或坏帧后发送给TC202;对于EFR业务，补坏帧后发送给TC202;对于HR业务；补坏帧后发送给TC202。在语音非激活期，帧检测单元201每隔固定周期收到一个舒适噪音帧时，即将该帧及其DTX控制参数发送给TC202,同时，帧冲企测单元201还填充另一个与DTX传输相关的控制参数—时间对齐标志(TAF，TimeAlignmentFlag)为l,一起发送给TC202。如果帧发送检测单元201间隔固定周期没有收到舒适噪音帧，则补充一个坏帧发送给TC202,在上述过程中，该固定周期可以和现有技术中一致，为20ms，也可以为其它预定长度的时间段。其中，坏帧是指BFI为1的帧，空帧的结构和填充内容参见3GPPTS48.060和3GPPTS48.061中的定义。如果MGW上行接口中与AoIP接口中传输的数据编码方式一致，则不需要MGW进行编码转换，帧检测单元201直接将收到的语音帧和舒适噪音帧发送给语音业务帧转发单元203。与帧发送控制单元102根据两种方案发送舒适噪音帧相对应，帧检测单元201接收到的舒适噪音帧为有效舒适噪音帧和/或无效舒适噪音帧。TC202,用于对帧检测单元201发送来的语音业务帧序列进行编码转换，然后发送给MGW的上行接口。由于帧;险测单元201已经恢复出完整的语音业务帧序列，所以TC的处理机制和现有技术中一致。当语音业务帧序列不需要进行编码转换时，TC202可以省略。语音业务帧转发单元203,用于将不需要进行编码转换的语音业务帧直接发送给MGW的上行接口。当语音业务帧序列需要进行编码转换时，语音业务帧转发单元203可以省略。如图5所示，本发明基于AoIP接口的上行DTX语音传输方法包括以下步骤步骤301:基于AoIP接口的BSC对BTS通过Abis接口传输来的语音业务帧进行速率适配，获取DTX控制参数。Abis接口中传输来的语音业务帧可以是传统的TRAU帧结构，也可以是其它包含语音净荷的帧结构，例如RFC3551所限定的帧结构。当Abis接口中传输来的语音业务帧是传统的TRAU帧时，BSC直接从TRAU帧中获取SID、BFI等DTX控制参数。当Abis接口中传输来的语音业务帧是RFC3551所限定的帧结构或其它类似的包含语音净荷的帧结构时，BSC可以从承载该语音业务帧的相应的网络传输协议包头获取DTX控制参数，例如从RTP包头中或从该语音业务帧的特定参数字段中获取DTX控制参数。步骤302:BSC根据DTX控制参数向MGW发送语音帧和舒适噪音帧。步骤302中有两种选^^方案，分别是方案一，BSC向MGW发送语音帧和舒适噪音帧，即BSC向MGW发送BFI和SID都为0的语音业务帧，以及BFI为0、SID为1或2的语音业务帧；方案二，BSC向MGW发送语音帧和有效舒适噪音帧，即BSC向MGW发送BFI和SID都为0的语音业务帧，以及BFI为0、SID为2的语音业务帧。对于方案一或方案二的选^^艮据实际情况的需要进行。步骤303:判断是否需要执行编码转换，如果需要，执行步骤304，否则执行步骤306。这里，所述判断实际是判断MGW上行接口与AoIP接口中传输的数据编码方式是否不一致，如果不一致，则需要对AoIP接口中传输来的语音业务帧进行编码转换。步骤304:MGW利用补帧的方式恢复出语音业务帧序列。这里，MGW在两种状况下分别采:f又不同的恢复方式在语音激活期，如果出现传输错误等异常情况导致MGW每隔固定周期没有收到语音帧，则才艮据3GPPTS48.060的规定，MGW对不同业务类型采取不同的恢复方式对于FR业务，任选空帧或坏帧补充；对于EFR和HR业务，补充坏帧。在语音非激活期，如果步骤302中选择方案一，则MGW在收到舒适噪音帧后，对该舒适噪音帧进行填充TAF为1的操作；如果MGW每隔固定周期没有收到舒适噪音帧，则MGW对所有业务类型均采取补充坏帧的恢复方式，此时舒适噪音帧同时包括有效舒适噪音帧和无效舒适噪音帧；如果步骤302中选择方案二，MGW在收到有效舒适噪音帧后，即对该舒适噪音帧进行填充TAF为1的操作；如果MGW每隔固定周期没有收到有效舒适噪音帧时，则MGW对所有业务均采^f又补充坏帧的恢复方式。由此，MGW在语音激活期和非激活期补充坏帧和/或空帧，恢复出固定周期的语音业务帧序列，其中，所述固定周期可以和现有技术一样，为20ms，也可以为其它预定长度的时间段。这里，坏帧是指BFI为1的帧，而空帧的结构和填充内容参见3GPPTS48.060和3GPPTS48.061中的定义。步骤305:对恢复出的语音业务帧序列进行编码转换操作，结束当前处理流程。由于MGW通过执行步骤304恢复出完整的语音业务帧序列，所以本步骤中的编码转换操作与现有技术类似。步骤306:对不需要进行编码转换的语音业务帧进行直接转发。当上行DTX语音传输过程中，语音业务帧不需要进行编码转换时，例如MGW的上行接口也采用IP网络传输时，不需要对语音业务帧进行编码转换，直接将从Abis接口中收到的语音业务帧转发给MGW的上行接口即可。对于一个完整的上行DTX语音传输过程而言，一般来说包含三种不同的传输状态，如图6所示，分别为上行DTX语音传输过程中的初始期、语音激活期和语音非激活期。其中，初始期是指没用任何呼叫存在时的时期，此时上行DTX语音传输A接口中没有传输任何语音帧或舒适噪音帧，当呼叫建立后转移到语音激活期，此时BSC向MGW按固定周期发送语音帧；在语音激活期若BSC向MGW发送舒适噪音帧则转入到语音非激活期，此时BSC只向MGW发送舒适噪音帧，而不发送坏帧；在语音非激活期BSC向MGW发送语音帧则再次进入语音激活期；当在语音激活期或语音非激活期收到呼叫释放消息时，重新回到初始期。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围。本领域内技术人员应该能够联想到，AoIP接口中用其它协议的方式封装语音业务帧，基于AoIP接口中的上行DTX语音传输采用其它方式标识语音帧或舒适噪音帧和坏帧，所传输的语音信号采用不同速率和类型的编码方式，都应该属于本发明的保护范围。权利要求1、一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、基于IP承载的A接口的基站控制器仅发送舒适噪音帧和语音帧给网关；B、网关设备通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。2、根据权利要求1所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，所述舒适噪音帧为有效舒适噪音帧和/或无效舒适噪音帧。3、根据权利要求1所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，步骤A与步骤B之间进一步包括判断是否需要对基于IP承载的A接口传输来的语音业务帧进行编码转换，如果需要，则执行步骤B，否则，直接将基于IP承载的A接口传输来的语音业务帧发送到上行接口中。4、根据权利要求1至3中任一项所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，所述步骤B之后进一步包括对所述语音业务帧序列执行编码转换，再将编码转换后的语音业务帧发送给网关的上行接口。5、根据权利要求4所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，步骤B所述补帧为在语音激活期，如果网关在固定周期内不能收到语音帧，则对全速率语音业务，按固定周期补充空帧或坏帧，对半速率语音业务和增强型全速率语音业务，按固定周期补充坏帧；在语音非激活期，如果网关在固定周期内不能收到舒适噪音帧，则对全速率语音业务、半速率语音业务和增强型全速率语音业务均按固定周期补充坏帧。6、根据权利要求5所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，所述固定周期为20ms。7、根据权利要求1所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法，其特征在于，所述语音业务帧的结构符合编码转换及速率适配单元帧的结构、或符合RFC3551所限定的帧结构。8、一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的装置，其特征在于，所述装置包括基站控制器侧的速率适配单元和帧发送控制单元以及网关侧的帧斗企测单元，其中，基站控制器侧的速率适配单元，用于对基于IP承载的A接口中收到的语音业务帧进行速率适配，获取不连续传输控制参^:;基站控制器侧的帧发送控制单元，用于根据不连续传输控制参数控制基站控制器只发送语音帧和舒适噪音帧给网关；网关侧的帧检测单元，用于通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。9、根据权利要求8所述的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的装置，其特征在于，所述装置还包括网关侧的编码转换单元和语音业务帧转发单元，其中，编码转换单元，用于对网关侧的帧检测单元所恢复的需要进行编码转换的语音业务帧序列进行编码转换；语音业务帧转发单元，用于对网关所收到的不需要进行编码转换的语音业务帧直接转发。10、一种实现上行不连续语音传输的网关，其特征在于，所述网关包括帧检测单元，所述帧检测单元用于通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。11、根据权利要求10所述的实现上行不连续语音传输的网关，其特征在于，所述网关还包括编码转换单元和语音业务帧转发单元，其中，编码转换单元，用于对帧检测单元所恢复的需要进行编码转换的语音业务帧序列进行编码转换操作；语音业务帕转发单元，用于对网关所收到的不需要进行编码转换的语音业务帧进行直接转发操作。12、一种实现上行不连续语音传输的基于IP承载的A接口的基站控制器，其特征在于，所述基站控制器包括速率适配单元和帧发送控制单元，其中，速率适配单元，用于从基于IP承载的A接口中收到的语音业务帧中获取不连续传输控制参数；帧发送控制单元，用于根据不连续传输控制参数控制基站控制器只发送语音帧和舒适噪音帧给网关。全文摘要本发明公开了一种基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法和装置，该方法包括以下步骤基于IP承载的A接口的基站控制器仅发送舒适噪音帧和语音帧给网关；网关通过补帧的方式恢复出语音业务帧序列。利用本发明的基于IP承载的A接口的上行不连续语音传输的方法和装置能够在不影响传输质量的前提下节约网络带宽资源，且能够尽量保持原有上行DTX语音传输装置架构，方便系统升级和改造。文档编号H04L12/66GK101365186SQ20071014015公开日2009年2月11日申请日期2007年8月8日优先权日2007年8月8日发明者柯昌伟,王欣晖,郭建林申请人:中兴通讯股份有限公司