专利名称：移动通信系统以及变码器单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括基站的移动通信系统，该基站具有经变码器单元到移动业务交换中心的数据传输连接，在该系统中基站包括通过无线连接向位于其无线覆盖区的移动台发送语音参数，以及对应地从移动台接收语音参数的装置，变码器单元包括将它从基站接收的语音参数解码成语音信号，传送到移动业务交换中心，以及对应地将它从移动业务交换中心接收的语音信号编码成语音参数，发送到基站的装置，基站和变码器单元彼此通过电路交换数据传输连接通信，在该数据传输连接上，语音参数通过TRAU帧发送。此外，本发明涉及一种包括基站的移动通信系统，该基站具有经变码器单元到移动业务交换中心的数据传输连接，在该系统中基站包括通过无线连接向位于其无线覆盖区的移动台发送语音参数，以及对应地从移动台接收语音参数的装置，变码器单元包括将它从基站接收的语音参数解码成语音信号，传送到移动业务交换中心，以及对应地将它从移动业务交换中心接收的语音信号编码成语音参数，发送到基站的装置，基站和变码器单元彼此通过电路交换数据传输连接通信，在该数据传输连接上，语音参数通过TRAU帧发送。此外，本发明还涉及一种包括一个变码器的变码器单元，该变码器包括解码装置，用以解码变码器单元从第一数据传输连接接收的语音参数，将其以语音信号的形式经第二数据传输连接转发，以及编码装置，用以编码变码器单元从第二数据传输连接接收的语音信号，将其以语音参数的形式经第一数据传输连接转发。此外，本发明还涉及移动通信系统中的一种转换器装置。
本发明尤其涉及GSM移动通信系统(全球移动通信系统)的移动业务交换中心和基站系统之间的数据传输连接。但是，应当理解，尽管以下针对GSM描述本发明，但本发明还可以应用于其它移动通信系统。
GSM系统包括数字无线路径，从而所需频谱取决于无线路径上所用的数据传输速率。无线路径上所用的数据传输速率越高，所需的频谱越宽。因此，固定PSTN/ISDN网(公用电话交换网/综合业务数字网)中所用的为每个业务信道发送64kbit/s的数字编码数据的语音编码不适用于GSM系统的无线路径。GSM系统的无线路径不再使用固定网中使用的语音编码，而是采用RPE-LTP语音编码(定期脉冲激励—长期预测)。
为了从基站系统向移动业务交换中心发送与语音信道相关联的数据，GSM系统的基站系统和移动业务交换中心之间安装了变码器单元。所需的语音编码和速率适配操作都集中在GSM系统的变码器单元TRCU(变码器/速率适配器单元)中。基于GSM规范，具有到移动业务交换中心的64kbit/s接口，以及到基站系统的8或16kbit/s接口的变码器单元可以位于多个可选位置，位置的选择取决于系统厂商。
在现有技术GSM移动通信系统中，基站系统和变码器单元之间的信息以TRAU帧形式发送，TRAU帧在基站系统和变码器单元之间通过电路交换2Mbit/s PCM(脉码调制)连接发送。与上述类型的现有技术移动通信系统相关联的一个缺陷是，其中所用的TRAU帧包含了语音传输实际上并不需要的大量比特。因此，基站系统和变码器单元之间占用的电信连接容量必须比有效的语音传输实际需要的多。与上述类型的移动通信系统的传输容量相关联的另一缺陷是，不论TRAU帧中是否包含有语音，基站系统都占用移动台用于发送TRAU帧的PCM连接。换句话说，在例如非连续传输DTX中，这导致特定移动台不必要地占用了PCM信道的主要部分，因为根本没有语音信息需要发送。
本发明的一个目的是消除前述缺陷，提供一种移动通信系统，使得基站系统和变码器单元之间的数据传输更为有效。该目的由本发明的移动通信系统实现，其特征在于，基站和变码器单元之间的数据传输连接部分由分组交换数据传输连接组成，在基站和变码器单元之间的数据传输连接上安装一个转换装置，该转换装置包括将从所述电路交换数据传输连接接收的TRAU帧转换成需要通过分组交换连接传送的分组的装置，所述转换包括消除TRAU帧中包含的分组交换连接上不需要的比特。
本发明移动通信系统的一种实施例的特征在于，基站和变码器单元之间的数据传输连接部分由分组交换数据传输连接组成，在基站和变码器单元之间的数据传输连接上安装一个转换装置，该转换装置包括将从所述分组交换数据传输连接接收的分组转换成需要通过所述电路交换连接传送的TRAU帧的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中增加同步比特。
本发明的基本思想在于，利用分组交换连接部分取代现有技术移动通信系统中基站系统和变码器单元之间使用的数据传输连接，可以更为有效地利用可用的数据传输容量。因此，在将TRAU帧转换成分组交换数据传输连接上使用的分组时，可以消除电路交换连接上TRAU帧中包含的那些分组交换连接所不需要的比特。如果需要，消除的比特可以在接收端重新生成，以防出现将从分组交换数据传输连接接收的分组转换成TRAU帧的需求。按照本发明，可以在转换中消除/添加例如电路交换PCM连接所需的同步比特，从而它们不需要经分组交换连接发送。
如果使用分组交换数据传输连接，则移动通信系统的单个语音信道不一定载入该数据传输连接，即与该次呼叫相关联的分组只有在需要时才通过它发送。如果特定移动台使用例如非连续传输，则从分组交换连接释放容量，但是例如电路交换PCM连接上不会以相同方式释放容量。因此，数据信道的容量在大量语音信道之间分配，因为可以假定所有语音信道不会同时包含需要发送的分组。因此，本发明移动通信系统的最重要的优点在于，它使得数据传输容量的使用更为有效。
本发明还涉及本发明移动通信系统中可以使用的一种变码器单元。本发明变码器单元的特征在于，第一数据传输连接是分组交换数据传输连接，而变码器单元通过转换器装置连接到第一数据传输连接，该转换器装置包括将从分组交换数据传输连接接收的分组转换成TRAU帧的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中加入同步比特，该装置还用于将所述TRAU帧通过电路交换连接发送到变码器单元的变码器。
此外，本发明还涉及一种转换器装置，它可以用于本发明的移动通信系统。本发明转换器装置的特征在于，它包括将从电路交换数据传输连接接收的TRAU帧转换成需要通过分组交换数据传输连接传送的分组的装置，该转换包括消除包含在TRAU帧中的分组交换连接不需要的比特，以及将从所述分组交换数据传输连接接收的分组转换成TRAU帧以通过电路交换连接传送的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中加入同步比特。
下面结合相关的权利要求2到5以及7和8来公开本发明的移动通信系统的优选实施例。
下面结合附图，通过例子详细描述本发明，在附图中
图1示出了本发明的移动通信系统的第一优选实施例；图2示出了16kbit/s TRAU帧的结构；图3说明了ATM连接上使用的第一帧类型；图4说明了8kbit/s TRAU帧的结构；图5说明了ATM连接上使用的第二帧类型；图6示出了本发明的移动电话系统的第二优选实施例；图7示出了本发明的移动通信系统的第三优选实施例。
图1示出了本发明的移动通信系统的第一优选实施例的框图。图1所示移动通信系统可以是例如GSM系统或DCS系统(数字蜂窝系统)。
在图1情况下，移动台MS通过无线路径与包括在基站系统1中的基站BTS1通信。基站BTS1从无线路径接收利用RPE-LTP语音编码得到的语音参数，以众所周知的方式将其调整成TRAU帧，将其通过电路交换PCM连接2转发到第一转换器单元3。
转换器单元3将接收到的TRAU帧转换成通过ATM连接4发送的分组。同时，转换器单元3消除TRAU帧中包含的不必要的分组，将这些分组通过ATM连接4转发是不必要的。需要消除的比特包括例如同步比特，这些比特包含在TRAU帧中，是ATM连接所不需要的，如果将从ATM连接接收的分组重新转换成TRAU帧，接收端可以在需要时生成这些比特。ATM连接4上使用的两种帧类型和需要从TRAU帧消除的比特将针对图2到5详细描述。
按照本发明，第一转换器单元3还包括在进行转换时检查它接收到的TRAU帧的差错的装置。这由转换器单元检查TRAU帧的差错标记值来实现。例如图2给出的TRAU帧的差错标记(坏帧指示器)由GSM规范08.60节所规定的比特C12组成。如果差错标记表明该TRAU帧出错，则不转换或转发该帧。这样，ATM连接4不必要地载入了不必要的分组。
差错标记的上述检查在移动台MS并不通过无线路径发送所有脉冲串的非连续传输中也同样有用。在该情况下，基站BTS1不是从无线路径接收语音参数，而是在PCM连接2上生成并转发差错标记指示出错的TRAU帧。但是，第一转换器单元3检测到TRAU帧出错，阻止对它们的转发，从而ATM连接4不会不必要地载入这些负荷。
将接收到的TRAU帧转换成通过ATM连接4发送的分组之后，第一转换器单元3将分组通过基站控制器BSC发送给变码器单元TRCU(变码器/速率适配器单元)。图1示出了变码器单元TRCU中的一个变码器TRAU，该变码器包括编码器6和解码器5，尽管该变码器单元实际上包括用于各并发语音信道的变码器TRAU。变码器TRAU的解码器5以众所周知的方式解码它所接收到的语音参数，之后变码器单元TRCU将语音信号通过电路交换PCM连接9转发给移动业务交换中心MSC。
在图1情况下，变码器单元TRCU通过第二转换器单元7连接到ATM连接4，第二转换器单元7集成在变码器单元TRCU中。第二转换器单元7将它从ATM连接接收的分组转换成需要通过电路交换PCM连接8发送给变码器TRAU的TRAU帧。在转换过程中，变码器单元3从ATM分组中析取出的比特随后被重新生成并加入生成的TRAU帧中。重新生成的这些比特包括例如同步比特，变码器TRAU利用它能够与第二转换器单元7同步。因此，应用本发明并不要求对变码器TRAU进行改动，而是可以由众所周知的变码器生成，因为变码器并不检测ATM连接是否存在。与此不同，在图1的情况下相当清楚，如果使用能够直接处理ATM分组中的语音参数的变码器，则不需要第二转换器。
如果变码器单元TRCU的位置与移动业务交换中心MSC相当接近，对应地，如果第一转换器单元2的位置与基站BTS相当接近，则图1实施例所能得到的优点最为明显。这种情况下，ATM连接物理上最长，即基站系统和移动业务交换中心MSC之间的数据传输连接的最主要部分由分组交换数据传输连接4生成。
图1情况下很明显，图1移动通信系统的移动业务交换中心还可以通过转换器单元3和基站控制器BSC直接将呼叫从基站BTS1寻路到基站BTS2。这种情况下，连接到基站BTS1的转换器单元3将从基站BTS1接收的TRAU帧转换成需要通过ATM连接4传输的分组，这些分组直接经基站控制器BSC传送到转换器单元3，后者连接到基站BTS2。后一转换器单元3将它从ATM连接4接收的分组转换成TRAU帧，通过电路交换PCM连接2发送给基站BTS2。在这种转换过程中，重新生成第一转换器单元3从ATM分组中析取的比特，将其加入到生成的TRAU帧。因此，分别位于基站BTS1和BTS2无线覆盖区的移动台之间可以生成不需要变码器单元的连接。
图2说明了16kbit/s TRAU帧的结构。图2语音帧的结构在GSM规范第08.60节中规定。字节4-38中比特D1-D260用于发送实际的语音参数。头两个字节的比特被编码成“0”。这些比特和字节2、4、6...36和38中的第一比特(编码成“1”)是同步比特。按照本发明，这些比特不通过ATM连接发送，因为该连接上不需要它们。最后4个比特T1到T4(停止比特)和该TRAU帧的空闲比特C18-C21也不通过ATM连接发送。此外，TRAU帧中用以指示语音的标记，即比特C16，也不发送到ATM连接，因为接收端可以根据沉寂描述符SID标记C13-C14的值检测出该值。在图2中，按照本发明通过ATM连接发送的比特以粗体表示，被析出的比特则以正常字体表示。
图3说明了用于ATM连接的第一帧类型，以及按照本发明在该连接上取代图2所示的TRAU帧。图3的帧可以用于上行链路(从基站系统向移动业务交换中心)和下行链路(从移动业务交换中心向基站系统)方向。
在图3的帧中，比特D1-D260用于发送语音参数。比特C1-C5表明了帧类型。比特C6-C11是定时比特。比特C12用于坏帧指示BFI.比特C13和C14生成SID标记。比特C15生成TAF标记。上行方向上的比特C17用于控制下行方向的非连续传输。该比特是下行方向的空闲比特。比特DS1用于指示该帧是从变码器单元还是基站系统发出。比特S1-S3是空闲比特。
图4说明了8kbit/s TRAU帧的结构。在图4的子复用8kbit/s语音帧中，按照本发明通过ATM连接发送的这些比特以粗体示出。从图4中可以检测出，析取的比特包括例如同步比特。
图5说明了ATM连接上使用的第二帧类型，在该连接上，按照本发明替代图4的TRAU帧。CRC比特CRC2-CRC0在比特D44h和D45h之间的正常位置上发送。
图6示出了本发明移动电话系统第二优选实施例的框图。图6的移动通信系统类似于图1的移动通信系统，只是图6情况下基站BTS1不生成TRAU帧，而是直接根据从无线路径接收的语音参数生成分组，该分组需要通过ATM连接4发送。它将该分组通过基站控制器BSC发送给转换器单元7。转换器单元7将接收的ATM分组转换成TRAU帧，生成TRAU帧中所需的同步比特，将帧通过电路交换PCM连接8传送到变码器单元TRCU。图6的实施例要求基站BTS1和基站控制器BSC能够处理ATM分组，而变码器单元TRCU可以由众所周知的变码器单元生成。
图7示出了本发明移动通信系统的第三优选实施例的框图。图7的实施例不同于基站BTS1的前一实施例，基站控制器BSC和变码器单元TRCU由众所周知的部件组成，这些部件通过转换器单元3和7经ATM连接4彼此相连。
因此，转换器单元3将基站BTS1和基站控制器BSC通过电路交换PCM连接2传送给它的TRAU帧转换成ATM分组，同时在转换过程中消除TRAU帧中不必要的比特。因此，转换器单元7将从ATM连接4接收到的分组转换成TRAU帧，生成并在帧中加入转换器单元3原来析取的比特，通过电路交换PCM连接8将这些TRAU帧转发给基站控制器BSC和变码器单元TRCU。因此，在图8的实施例中，可以采用众所周知的基站、基站控制器和变码器单元，它们都是商用的，通过ATM连接4和转换器单元3和7彼此相连。
需要理解，前面的描述和相关的图仅用于说明本发明。对本领域技术人员而言，显然在不偏离后附权利要求书所公开的本发明范围和精神的前提下，可以进行许多变动和改进。
权利要求
1.一种包括基站(BTS1)的移动通信系统，该基站具有经变码器单元(TRCU，TRCU’)到移动业务交换中心(MSC)的数据传输连接，在该系统中基站(BTS1)包括通过无线连接向位于其无线覆盖区的移动台(MS)发送语音参数，以及对应地从移动台(MS)接收语音参数的装置，变码器单元(TRCU，TRCU’)包括将它从基站(BTS1)接收的语音参数解码成语音信号，传送到移动业务交换中心(MSC)，以及对应地将它从移动业务交换中心(MSC)接收的语音信号编码成语音参数，发送到基站(BTS1)的装置，以及基站(BTS1)和变码器单元(TRCU，TRCU’)彼此通过电路交换数据传输连接(2)通信，在该数据传输连接上，语音参数通过TRAU帧发送，其特征在于，基站(BTS1)和变码器单元(TRCU，TRCU’)之间的数据传输连接部分由分组交换数据传输连接(4)组成，以及在基站(BTS1)和变码器单元(TRCU，TRCU’)之间的数据传输连接上安排一个转换装置(3)，该转换装置包括将从所述电路交换数据传输连接(2)接收的TRAU帧转换成需要通过分组交换连接(4)传送的分组的装置，所述转换包括消除TRAU帧中包含的分组交换连接(4)上不需要的比特。
2.根据权利要求1的移动通信系统，其特征在于，所述电路交换连接(2)由PCM连接组成，所述分组交换连接(4)由ATM连接组成。
3.根据权利要求1或2的移动通信系统，其特征在于，第一转换器装置所完成的转换至少包括消除包含在TRAU帧中的同步比特。
4.根据权利要求1到3中任意一项的移动通信系统，其特征在于，第一转换器装置(3)监视它接收到的TRAU帧的差错标记，如果所述差错标记表明该TRAU帧出错，则中断TRAU帧的转换和转发。
5.根据权利要求1到4中任意一项的移动通信系统，其特征在于，变码器单元(TRCU，TRCU’)包括将语音信号从PCM接口以PCM采样的形式发送到移动业务交换中心(MSC)的装置。
6.一种包括基站(BTS1)的移动通信系统，该基站具有经变码器单元(TRCU，TRCU’)到移动业务交换中心(MSC)的数据传输连接，在该系统中基站(BTS1)包括通过无线连接向位于其无线覆盖区的移动台(MS)发送语音参数，以及对应地从移动台(MS)接收语音参数的装置，变码器单元(TRCU，TRCU’)包括将它从基站(BTS1)接收的语音参数解码成语音信号，传送到移动业务交换中心(MSC)，以及对应地将它从移动业务交换中心(MSC)接收的语音信号编码成语音参数，发送到基站(BTS1)的装置，以及基站(BTS1)和变码器单元(TRCU’)彼此通过电路交换数据传输连接(8)通信，在该数据传输连接上，语音参数通过TRAU帧发送，其特征在于，基站(BTS1)和变码器单元(TRCU，TRCU’)之间的数据传输连接部分由分组交换数据传输连接(4)组成，以及在基站(BTS1)和变码器单元(TRCU，TRCU’)之间的数据传输连接上安装一个转换装置(7)，该转换装置包括将从所述分组交换数据传输连接(4)接收的分组转换成需要通过电路交换连接(8)传送的TRAU帧的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中加入同步比特。
7.根据权利要求6的移动通信系统，其特征在于，所述分组交换连接(4)是ATM连接，所述电路交换连接(2)是PCM连接(8)。
8.根据权利要求6或7的移动通信系统，其特征在于，变码器单元(TRCU’)包括将语音信号从PCM接口以PCM采样的形式发送到移动业务交换中心(MSC)的装置。
9.一种包括一个变码器的变码器单元(TRCU)，该变码器包括解码装置(5)，用以解码变码器单元从第一数据传输连接(4)接收的语音参数，将其以语音信号的形式经第二数据传输连接(9)转发，以及编码装置(6)，用以编码变码器单元从第二数据传输连接(9)接收的语音信号，将其以语音参数的形式经第一数据传输连接(4)转发，其特征在于，第一数据传输连接是分组交换数据传输连接(4)，而变码器单元(TRCU)通过转换器装置(7)连接到第一数据传输连接(4)，该转换器装置(7)包括将从分组交换数据传输连接(4)接收的分组转换成TRAU帧的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中加入同步比特，该装置还用于将所述TRAU帧通过电路交换连接(8)发送到变码器单元(TRCU)的变码器(TRAU)。
10.移动通信系统中的一种转换器装置(3，7)，其特征在于，它包括将从电路交换数据传输连接(2)接收的TRAU帧转换成需要通过分组交换数据传输连接(4)传送的分组的装置，该转换包括消除包含在TRAU帧中的分组交换连接(4)不需要的比特，以及将从所述分组交换数据传输连接(4)接收的分组转换成TRAU帧以通过电路交换连接(2)传送的装置，所述转换至少包括在TRAU帧中加入同步比特。
全文摘要
本发明涉及一种包括基站(BTS1)的移动通信系统,该基站具有经变码器单元(TRCU)到移动业务交换中心(MSC)的数据传输连接,为了改进基站和变码器单元之间的数据传输连接,该数据传输连接部分由分组交换数据传输连接(4)组成,在该数据传输连接上安装一个转换装置(3),该转换装置包括将接收的TRAU帧转换成需要通过分组交换连接(4)传送的分组的装置,所述转换包括消除TRAU帧中包含的分组交换连接(4)上不需要的比特。
文档编号H04L12/56GK1276134SQ98810176
公开日2000年12月6日 申请日期1998年10月16日 优先权日1997年10月16日
发明者汤米·科斯蒂宁, 杰里·苏万宁 申请人:诺基亚网络有限公司