专利名称：：一种Abis接口上行不连续传输的语音传输装置及方法
技术领域：
：本发明涉及一种移动通讯网络语音传输装置及方法，特别是基于IPAbis接口上FR(FullRate,全速率业务、EFR(EnhancedFullRate,增强全速率业务)和HR(HalfRate,半速率业务)的一种上行DTX(DiscontinuousTransmission,不连续传输)的语音传输装置及方法。
背景技术：
：GSM是移动通讯中使用最广泛的一种通讯标准。GSM系统的无线接入网络通常称为基站子系统BSS。基站子系统通过无线接口同移动台相接，进行无线信号发送、接收及无线资源管理；另一方面，基站子系统BSS与网络子系统的移动交换中心MSC或MSCServer相连，实现不同用户之间的连接。在一个典型的GSM系统中，基站子系统包括两个逻辑接点基站控制器BSC和基站收发信台BTS。BSS为了适应无线和有线系统使用不同类型的语音编码进行传输，所以在BSC和MSC之间增加了码变换器及相应的复用设备，称之为码型转换及速率适配单元TRAU(Transcoder/RateAdaptorUnit)。通常TRAU与BSC放在一起。Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体BSC和BTS之间的通信接口，用于BTS与BSC之间的远端互连。Abis接口通过采用标准的2.048Mbps或64kbps的PCM(PulseCodeModulation,脉冲编码调制)数字传输链路来实现的，它支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。在BSC侧TRAU负责语音编码转换和速率适配，它把来自MSC的64kbps的PCM码流转换为13kbps或更低速率的压缩语音编码或者把压縮语音编码转换为PCM码流。Abis接口用户面传输的是TRAU帧。一般来说，每隔20ms传送一个TRAU帧，包含320比特或160比特数据，分别用于全速率信道和半速率信道。此外TRAU帧按业务或功能又可分为语音帧、操作维护帧、数据帧和空帧，其中语音帧包括全速率业务FR、增强型全速率业务EFR、半速率业务HR、自适应多速率编码AMR以及宽带自适应多速率编码AMR-WB等。语音传输有两种方式，一种是不管用户是否在讲话，语音流连续地编码和传输。另一种是不连续传输DTX。DTX方式下，在话音激活期进行语音编码和传输；在话音非激活期仅传输舒适噪声的特性参数，并进行低速编码。采用DTX方式可以降低空中总的千扰电平，提高系统效率，同时也可减少无线收发信机的耗电，尤其是移动台。所以DTX方式下，对于FR/EFR/HR业务TRAU帧有SID(SilenceDescriptor,静音指示)帧，禾QSpeech帧两禾中。上行方向BTS通过BFI(BadFrameIndication,坏帧指示)、TAF(TimeAlignmentFlag,时间对齐标志)、SID三个参数通知TRAU传输的帧类型；下行方向TRAU会输出一个SP(SpeechIndicator,语音帧指示)比特用于指示帧类型。FR、EFR和HR业务的DTX处理流程请参见3GPPTS46.031、3GPPTS46.081和3GPPTS46.041。传统的GSM网络是基于电路交换的，Abis接口也是如此。通常Abis接口两端的BSC与BTS并不会放在一起，所以Abis接口将占用大量的传输资源。而基于E1的传输方式其传输效率是很低的。近来随着软交换技术弓I入核心网，基于IP的交换网架构逐渐形成。基于IP传输方式的Abis接口(本发明称为IPAbis)如图1所示。在IPAbis模式下如果仍然沿用El模式下的传送方式，即在上行方向传送所有的帧(包括坏帧)，将会导致大量的带宽被浪费(试验数据表明在通话过程中约60%70%的时间是处于静音期)。为了克服以上不足，有必要在IPAbis中引入一种新的DTX模式下的传输方法，使在不影响语音质量的情况下减少IPAbis接口的传输带宽，同时尽量保持原有的处理架构。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于IP承载的Abis接口上行DTX的语音传输装置及方法，其在不影响语音质量的情况下可大大减少传输带宽的占用，且有效降低Abis接口的传输成本。为达到上述目的，本发明的Abis接口上行DTX的语音传输装置，用于包括基站收发信台BTS、基站控制器BSC及IP网络的通信系统，所述语音传输装置包括信道译码模块，其设置于所述BTS侧，用于语音帧或舒适噪音帧的信道译码和舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制模块，其设置于所述BTS侧，用于根据当前所述不连续传输控制参数判断当前帧是否送到上行速率适配模块；上行速率适配模块，其设置于所述BTS侧，用于根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧；语音帧检测模块，其设置于所述BSC侧，用于检测和恢复所述语音业务帧；码型转换及速率适配模块，其设置于所述BSC侧或核心网侧，用于根据不同的业务类型解析语音业务帧，并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。上述Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，还包括一语音帧转发模块，其设置于所述BSC顶lj，用于当A口为IP类型时，将所述Abis接口传来的语音业务帧向所述A口转发。上述Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，所述不连续传输的控制参数包括坏帧指示、舒适噪音帧及时间对齐标志。上述Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，所述业务类型包括全速率业务、增强全速率业务及半速率业务。上述Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，所述语音帧检测模块在语音通话时维持话音激活和静音两个状态；当所述语音帧检测模块维持话音激活状态时，所述语音帧检测模块每收到一个语音帧则把该语音帧下发给所述码型转换及速率适配模块；所述语音帧检测模块在码型转化时刻收不到任何帧时针对所述全速率业务，所述语音帧检测模块补空帧或坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块；针对增强全速率业务或半速率业务，所述所述语音帧检测模块补坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块；当所述语音帧检测模块维持静音状态时，所述语音帧检测模块每收到一个静音指示帧则把该静音指示帧下发给所述码型转换及速率适配模块，并置所述时间对齐标志为1;所述语音帧检测模块在码型转化时刻收不到新的静音指示帧时，则补一个坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块。进一步的，本发明还提供了一种Abis接口上行不连续传输的语音传输方法，用于包括基站收发信台BTS、基站控制器BSC及IP网络的通信系统，包括信道译码步骤，用于在所述BTS侧对语音帧或舒适噪音帧进行信道译码及对舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制步骤，用于根据当前所述不连续传输控制参数控制对所述语音业务帧的发送；速率适配步骤，用于在所述BTS侧根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数构造所述语音业务帧；帧传输步骤，用于通过IP网络传输语音业务帧到所述BSC侧；语音帧检测步骤，用于在所述BSC侧对所述语音业务帧进行检测和恢复；速率适配及编译码类型转换步骤，用于所述BSC侧根据不同的业务类型解析所述语音业务帧并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。上述语音传输方法，还包括一语音业务帧转发步骤，用于转发所述语音业务帧。上述语音传输方法，所述帧发送控制步骤进一步包括判断所述语音业务帧是否发送的步骤，当坏帧指示为坏帧或者坏帧指示正常但静音指示为无效静音指示时，不发送，反之发送；或者，只要当坏帧指示为坏帧时就不发送，反之发送。上述语音传输方法，所述语音帧检测步骤进一步包括一话音激活状态对语音业务帧检测的步骤，用于所述帧检测模块维持在话音激活状态时，每收到一个语音帧则把该帧下发给码型转换及速率适配模块；当在码型转换时刻收不到任何帧时补坏帧或空帧下发到码型转换及速率适配模块；一静音状态对语音业务帧检测的步骤，用于所述帧检测模块维持在静音状态时，每收到一个舒适噪音帧则把该帧下发给码型转换及速率适配模块，并重置时间对齐标志；当码型转换时刻没有收到新的舒适噪音帧，则补一个坏帧下发到码型转换及速率适配模块。上述语音传输方法，所述语音帧检测步骤还进一步包括一判断A口类型是否为IP类型的步骤，如果否，则执行语音帧检测步骤，如果是，则执行语音帧转发步骤。进一步的，本发明还提供了一种Abis接口上行不连续传输的基站收发信台，包括信道译码模块，用于语音帧或舒适噪音帧的信道译码和舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制模块，用于根据当前所述不连续传输控制参数判断当前帧是否送到上行速率适配模块；上行速率适配模块，用于根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧。进一步的，本发明还提供了一种Abis接口上行不连续传输的基站控制器，包括语音帧检测模块，用于检测和恢复所述语音业务帧；码型转换及速率适配模块，用于根据不同的业务类型解析语音业务帧，并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。上述基站控制器，还包括一语音帧转发模块，用于当A口为IP类型时，将所述Abis接口传来的语音业务帧向所述A口转发。与现有技术相比，本发明通过在IPAbis接口上行方向减少不必要的语音业务帧的发送，在不影响语音质量的情况下可大大减少传输带宽的占用，有效降低Abis接口的传输成本。另夕卜，本发明是在原有的基于TDM(TimeDivisionMultiplex,时分复用)方式的架构下增加了帧发送控制和帧检测模块，这种处理在减少传输带宽的同时尽量保持原有的处理架构，方便系统升级和改造。图1是IPAbis接口的示意图2是IPAbis接口上行DTX语音传输装置的语音业务帧处理结构框图；图3是应用IPAbis接口上行DTX语音传输装置的传输方法流程图；图4是帧发送控制和帧检测模块的状态转移图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，以更进一步了解本发明之目的、方案及功效，但并非作为对本发明所附权利要求保护范围的限制。图2所示为本发明实施例IPAbis接口上行DTX语音传输装置的语音业务帧处理结构框图；参考图2，Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，用于包括基站收发信台BTS、基站控制器BSC及IP网络的通信系统，所述语音传输装置包括设置于BTS侧的信道译码模块201、帧发送控制模块202以及上行速率适配模块203和设置于BSC侧的语音帧检测模块204、码型转换及速率适配模块(TRAU)205和语音转发模块206。在上行方向上，信道译码模块201完成Speech帧或SID帧的信道译码和SID帧的识别，并输出信息比特和DTX控制参数BFI和SID。本发明中，SID帧称为舒适噪音帧，Speech帧称为语音帧，Speech帧和SID帧统称为语音业务帧。帧发送控制模块202将根据当前的DTX参数BFI和SID决定当前语音业务帧是否送到速率适配模块203。BFI和SID—起决定了当前发送到TRAU侧的语音业务帧类型，表1为DTX模式下IPAbis接口上行的语音业务帧类型表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>参考表l:根据语音帧的类型有两种控制方案:(1)当BFI为0且SID不为1时该帧被发送到速率适配模块；当BFI为1(坏帧)或者BFI为O但SID为1(无效舒适噪音帧)时该帧不发送。(2)当BFI为0时该帧被发送到速率适配模块；当BFI为1(坏帧)时该帧不发送。上行速率适配模块203将完成把信息比特和控制参数根据不同的业务类型放入语音业务帧的工作。这里所生成的语音业务帧可以是和现有技术中Abis接口中传输的语音业务帧具有相同结构的TRAU帧，也可以是其他帧结构，该帧只传递语音净荷。BSC侧的帧检测模块204完成语音业务帧检测和恢复的工作，该模块在语音通话时维持两个状态话音激活状态和静音状态。在话音激活状态时，帧检测模块204每收到一个语音业务帧则把该帧下发给速率适配模块205。当在码型转换时刻(为20ms间隔)收不到任何帧时，做以下处理针对FR业务补空帧或坏帧(BFI=1)下发给码型转换及速率适配模块205。针对EFR4k务补坏帧并下发给码型转换及速率适配模块205;针对HR业务补坏帧并下发给码型转换及速率适配模块205。在静音状态，帧检测模块204每收到一个SID帧，则把该帧下发给码型转换及速率适配模块205，并置TAF为1。若帧检测模块204在TRAU的码型转换时刻(每20ms的间隔)到来时，如果没有收到新的SID帧，则补一个坏帧下发到码型转换及速率适配模块205;如果上述语音帧结构与现有技术Abis接口中传输的语音业务帧相同结构的TRAU帧结构，DTX的控制参数BFI、SID和TAF将直接从TRAU帧的控制比特中提取。对于其它帧结构，IPAbis接口通常可以采用多种服务层协议传送语音业务帧，例如实时传输协议(RTP，RealTimeTransportProtocol)协议等。此时，标识语音业务帧类型的参数可以置于RTP协议包的特定位置，也可以置于RTP协议所传输的语音业务帧内容中。此时如果区分RTP净荷为语音帧，则SID为0;反之为舒适噪音帧时SID为2;BFI和TAF的恢复方法如下收到的所有帧的BFI都恢复为0(HR业务时UFI[UnreliableFrameIndicator，不可信帧指示也恢复为0)，补充的坏帧置BFI为1;在静音期，对于新收到的SID帧TAF恢复为1，其它时刻为0。码型转换及速率适配模块205，根据不同的业务类型解析语音帧，并把得到的信息比特和相应的DTX控制参数进行码型转换。图3所示为应用上述语音传输装置的语音传输方法流程图；参考图2和4，该方法包括步骤S401:通过所述信道译码模块201对语音帧或舒适噪音帧进行信道译码及对舒适噪音帧进行识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数BFI和SID;步骤S402:由帧发送控制模块202根据所述控制参数BFI和SID控制语音帧是否下发。参考表l，说明帧发送控制模块的具体控制方案(1)当BFI=0且SID!=1时该帧被发送到上行速率适配模块203;当BFI=1或者BFI=0且SID=1时该帧不发送。(2)当BFI=0时该帧被发送到上行速率适配模块203;当BFI=1时该帧不发送。步骤S403:速率适配。通过上行速率适配模块根据不同的业务类型构造语音业务帧；即把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧；步骤S404:通过IP网络传输语音业务帧到BSC侧的语音帧检测模块204;步骤S405:语音帧检测模块204判断A口类型是否为IP类型？如果否，则执行步骤S406，如果是，则执行步骤S407直接进行转发；步骤S406:音帧检测模块204对语音业务帧进行检测，检测方法如下在话音激活状态时，每收到一个语音业务帧则把该帧下发给码型转换及速率适配模块205。当在码型转换时刻(20ms间隔)收不到任何帧时补坏帧(BFI=1)或空帧再下发到码型转换及速率适配模块205进行速率适配解析语音帧并进行码型转化；在静音状态，每收到一个舒适噪音帧，帧检测模块204则把该帧下发给速率适配模块205，并置TAF为1。帧检测模块204在码型转换时刻(每20ms的间隔)到来时，如果没有收到新的舒适噪音帧，则补一个坏帧下发到码型转换及速率适配模块205进行速率适配解析语音业务帧并进行码型转化；步骤S407:进行语音业务帧转发。如果TRAU不在BSC侧，而是位于核心网侧，此时语音帧将由语音转发模块206直接转发到A口上。图4是帧发送控制模块和帧检测模块的状态转移图。参考图4详细说明帧发送控制模块202于帧检测模块204的状态转移情况，IPAbis接口上行DTX处理的帧发送控制模块和帧检测模块有3个基本状态初始态504、话音激活态502和静音态503，DTX处理的初始态501是指没用任何呼叫存在时，当呼叫建立后转移到话音激活态(Speech)502;在话音激活态502若收到SID帧则转入到静音态503;同理在静音态503收到语音帧则回到话音激活态502;当在话音激活态502或静音态503收到呼叫释放消息时，DTX处理回到初始态501。虽然本发明己以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。权利要求1、一种Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，用于包括基站收发信台BTS、基站控制器BSC及IP网络的通信系统，其特征在于，所述语音传输装置包括信道译码模块，其设置于所述BTS侧，用于语音帧或舒适噪音帧的信道译码和舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制模块，其设置于所述BTS侧，用于根据当前所述不连续传输控制参数判断当前帧是否送到上行速率适配模块；上行速率适配模块，其设置于所述BTS侧，用于根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧；语音帧检测模块，其设置于所述BSC侧，用于检测和恢复所述语音业务帧；码型转换及速率适配模块，其设置于所述BSC侧或核心网侧，用于根据不同的业务类型解析语音业务帧，并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。2、根据权利要求l所述的Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，其特征在于，还包括一语音帧转发模块，其设置于所述BSC侦U，用于当A口为IP类型时，将所述Abis接口传来的语音业务帧向所述A口转发。3、根据权利要求l所述的Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，其特征在于，所述不连续传输的控制参数包括坏帧指示、舒适噪音帧及时间对齐标志。4、根据权利要求l所述的Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，其特征在于，所述业务类型包括全速率业务、增强全速率业务及半速率业务。5、根据权利要求l所述的Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，其特征在于，当所述语音帧检测模块维持话音激活状态时，所述语音帧检测模块每收到一个语音帧则把该语音帧下发给所述码型转换及速率适配模块；所述语音帧检测模块在码型转化时刻收不到任何帧时针对所述全速率业务，所述语音帧检测模块补空帧或坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块；针对增强全速率业务或半速率业务，所述所述语音帧检测模块补坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块。6、根据权利要求1所述的Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，其特征在于，当所述语音帧检测模块维持静音状态时，所述语音帧检测模块每收到一个静音指示帧则把该静音指示帧下发给所述码型转换及速率适配模块，并置所述时间对齐标志为1;所述语音帧检测模块在码型转化时刻收不到新的静音指示帧时，则补一个坏帧下发给所述码型转换及速率适配模块。7、一种Abis接口上行不连续传输的语音传输方法，用于包括基站收发信台BTS、基站控制器BSC及IP网络的通信系统，其特征在于，包括信道译码步骤，用于在所述BTS侧对语音帧或舒适噪音帧进行信道译码及对舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制步骤，用于根据当前所述不连续传输控制参数控制对所述语音业务帧的发送；速率适配步骤，用于在所述BTS侧根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数构造所述语音业务帧；帧传输步骤，用于通过IP网络传输语音业务帧到所述BSC侧；语音帧检测步骤，用于在所述BSC侧对所述语音业务帧进行检测和恢复；速率适配及编译码类型转换步骤，用于所述BSC侧根据不同的业务类型解析所述语音业务帧并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。8、根据权利要求7所述的语音传输方法，其特征在于，还包括一语音业务帧转发步骤，用于转发所述语音业务帧。9、根据权利要求7所述的语音传输方法，其特征在于，所述帧发送控制步骤进一步包括判断所述语音业务帧是否发送的步骤，当坏帧指示为坏帧或者坏帧指示正常但静音指示为无效静音指示时，不发送，反之发送；或者，只要当坏帧指示为坏帧时就不发送，反之发送。10、根据权利要求7所述的语音传输方法，其特征在于，所述语音帧检测步骤进一步包括一话音激活状态对语音业务帧检测的步骤，用于所述帧检测模块维持在话音激活状态时，每收到一个语音帧则把该帧下发给码型转换及速率适配模块；当在码型转换时刻收不到任何帧时补坏帧或空帧下发到码型转换及速率适配模块；一静音状态对语音业务帧检测的步骤，用于所述帧检测模块维持在静音状态时，每收到一个舒适噪音帧则把该帧下发给码型转换及速率适配模块，并重置时间对齐标志；当码型转换时刻没有收到新的舒适噪音帧，则补一个坏帧下发到码型转换及速率适配模块。11、根据权利要求7所述的语音传输方法，其特征在于，所述语音帧检测步骤还进一步包括一判断A口类型是否为IP类型的步骤，如果否，则执行语音帧检测步骤，如果是，则执行语音帧转发步骤。12、一种Abis接口上行不连续传输的基站收发信台，其特征在于，包括:信道译码模块，用于语音帧或舒适噪音帧的信道译码和舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制模块，用于根据当前所述不连续传输控制参数判断当前帧是否送到上行速率适配模块；上行速率适配模块，用于根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧。13、一种Abis接口上行不连续传输的基站控制器，其特征在于，包括语音帧检测模块，用于检测和恢复所述语音业务帧；码型转换及速率适配模块，用于根据不同的业务类型解析语音业务帧，并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。14、根据权利要求12所述的基站控制器，其特征在于，还包括一语音帧转发模块，用于当A口为IP类型时，将所述Abis接口传来的语音业务帧向所述A口转发。全文摘要本发明公开了一种Abis接口上行不连续传输的语音传输装置，包括信道译码模块，设置于BTS侧，用于语音帧或舒适噪音帧的信道译码和舒适噪音帧的识别，并输出信息比特和不连续传输的控制参数；帧发送控制模块，设置于BTS侧，用于根据当前所述不连续传输控制参数判断当前帧是否送到上行速率适配模块；上行速率适配模块，设置于BTS侧，用于根据不同的业务类型把所述信息比特和所述控制参数放入语音业务帧；语音帧检测模块，设置于BSC侧，用于检测和恢复所述语音业务帧；码型转换及速率适配模块，设置于所述BSC侧或核心网侧，用于根据不同的业务类型解析语音业务帧，并将得到的信息比特和相应的不连续传输的控制参数进行码型转换。文档编号H04L12/56GK101350964SQ200710119349公开日2009年1月21日申请日期2007年7月20日优先权日2007年7月20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