CN1171475C - 在移动通信系统中分配声码器资源的方法 - Google Patents

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Abstract

在一移动通信系统中话音和数据同时传输期间分配声码器资源的方法包括分配一分开的声码器，用于处理话音帧和数据帧。当一移动台接收到多个要求话音和数据同时传输的请求时，将数据帧复用并分配给一个单独的声码器。这样，能够显著地提高声码器资源的利用率。

Description

在移动通信系统中分配声码器资源的方法
本发明涉及一种在使用码分多址(CDMA)系统的移动通信系统中，特别是在一移动通信系统中话音和数据同时传输期间分配声码器资源的方法。
使用CDMA系统的移动通信(MC)系统一般包括多个移动台，每个移动台与多个基站中的一个相对应；和多个基站控制器，它们连接到一个移动交换中心(MSC)。该MC系统允许在多个移动台之间进行话音和数据的双向传输。特别地，该MC系统利用动态可变数据速率(DVDS)声码器算法在一移动台和相应的基站之间提供约8kbps的传输速率。
由基站控制器内的选择器/声码器卡(SVC)的工作实现DVDS声码器算法。一个单SVC由一个选择器和八个声码器构成。在话音传输期间，每个声码器把话音帧编码成话音分组，译码器将发送的话音分组译码成话音取样数据。
各声码器提供一个4级(9600bps，4800bps，2400bps，和1200bps)比特帧传输速率。特定的传输速率取决于几个因素，其中之一是要被接收/发送的数据量。然而，传输速率主要取决于输入可变速率。
声码器利用一个可调整阈值确定该输入可变速率。基本上，根据背景噪声的电平对该阈值进行调整，但一旦接收到数据，该阈值实质上被提高。因而，声码器的速率，进而一移动台和一基站之间的传输速率一般地是根据某一阈值进行选择。通过对背景噪声电平的考虑，该MC系统提供了高质量的通信业务。
然而，一个高级通信系统必须能够同时传送诸如话音和数据的多媒体信号，例如传真，视频，和图文信号。然而，话音和数据的同时传送需要大量的声码器资源。于是，在所述传送期间，基站控制器中的声码器资源的可利用率可能被大大地降低。
特别地，如果某移动台请求一同时话音和数据传输业务，相应的基站通知该基站控制器接收一包含话音和数据帧的射频信号。该基站控制器从所述基站接收该话音和数据帧，和将数据发送到MSC。这样，发送到该MSC的帧同时包括话音数据和非话音数据。
话音帧必须通过64kbps的脉冲编码调制(PCM)时实地发送到声码器。一个分配的声码器接收数字化的话音帧和将该话音帧编码成话音分组。然而，必须向非话音帧分配一个分离的声码器，因为该非话音帧已经进入各分组。特别地，该非话音帧绕过PCM和仅通过一声码器，而不进行任何编码。结果，一个单独声码器不能够被分配同时发送话音和非话音数据。
因而，当某一移动台请求一同时话音和数据传输业务时，一对应的基站控制器必须分配两个声码器资源以便有效地执行该话音和数据传输业务。因此，当多个移动台请求同时传输业务时，声码器的利用率可能大大地降低。例如，如果4个移动台请求话音和数据的同时传输，基站控制器必须分配8个声码器。
因此，在相关的技术中，如果不增加声码器的数量，则不能同时实现多个话音和数据的同时传输。因此，分配分离的声码器以同时传输话音和数据是低效率的，且不适于多媒体通信。
因此，本发明的一个目的是至少解决现有技术的问题和不足。
本发明的另一个目的是提供一种在CDMA通信系统中分配声码器资源的方法。
本发明的又一个目的是提供一种在移动通信系统中在话音和数据同时传输期间分配声码器资源的方法。
本发明的其他优点、目的和特征将在下面的描述中阐述。对于本领域的普通技术人员来说，通过描述，这部分特征和优点会变得很清楚，或者可通过本发明的实施来了解。通过所附权利要求书特别描述的，人们将会认识和达到本发明的目的和其他优点。
正如这里所体现并概括描述的，为了实现上述目的和根据本发明的目的，本发明的一个实施例公开了一种分配一组声码器和额外声码器的方法，所述一组声码器用于处理一个话音帧，所述额外声码器用于处理至少一个以给定帧速率变化的数据帧。
根据另一实施例，本发明公开了一种分配声码器资源的方法，用于当在分配了一个用于处理一话音帧的声码器和用于改变多个数据帧的速率的额外声码器之前，在移动台和相应的SVC之间通过执行业务谈判已对话音帧进行处理时对数据帧进行处理。
下面将参考附图对本发明进行描述，其中相同的参考数字表示相同的部件：
图1是根据本发明表示一使用CDMA系统的移动通信系统的一部分的框图；
图2是表示图1中一基站控制器和一移动交换中心之间的耦合状态的框图；
图3是根据本发明在进行同时话音和数据传输业务期间的一个控制程序；
图4是根据本发明的选择器/声码器卡之间的一个状态转移图；
图5是本发明的另一优选实施例在话音传输的中间期间请求数据传输业务时的一个控制程序。
下面将对本发明的各优选实施例进行详细描述，这些例子在附图中进行了说明。
参考图1，根据本发明的一个CDMA移动通信系统的优选实施例包括多个移动台100至110，每个移动台都具有无线数据发送/接收能力；一个基站200，具有多个用于控制的业务信道和对多个移动台100至110的通信进行中继；一个基站控制器(BSC)300，具有一个主控制处理器(CCP)和多个SVC 1-n，每个SVC包括一个选择器310，320和8个声码器311至318和321至328；和一个MSC400，具有一个时分交换机(T-switch)，通过声码器311至318从一移动台接收呼叫和把呼叫连接到其他网络，和控制基站200。
如图2所示，SVC 1和SVC N内的多个声码器311至318和321至328根据一对一的方式连接到MSC400内的时分交换机的各端口(未示出)。一般来说，在BSC300和MSC400之间按64kbps的固定速率以PCM方式传送一帧。然而，通过普通空间接口(CAI)仅以14.4kbps的最大速率传送一帧。因此，对于PCM而言，该帧中大约75％的数据不能传送。
鉴于通过CAI的最大帧传输速率大约为PCM的1/4，则通过CAI发送有效数据而不是编码数据。于是，本发明把PCM的64kbps全速率帧多路复用成4个16kbps子速率帧。下面将参考图3-5对优选实施例进行描述。
为了请求一话音和数据的同时发送，用户从移动台100输入目的地的呼叫号码，并按压″发送″键。一旦按压了″发送″键，移动台100通过一接入信道向基站200发送原消息。基站200接收发送的消息，并在检查了该消息之后，通知BSC300的CCP一消息已被产生和所述呼叫的发源地。基站200的TCE4还通过一寻呼信道向移动台100发送一信号″ACK″，以确认所述消息的接收。
在连接和发送呼叫之前，BSC300的CCP检查其自己的系统和MSC400的状态。如果BSC300和MSC400不处于过载状态，根据呼叫发源地的业务选择，CCP通过分配一个帧补偿和声码器资源连接各呼叫。所述业务选择可以包括发送话音帧，数据帧，或话音和数据帧二者。
特别地，基站200从移动台100接收同时包含话音和数据帧的消息和向BSC300的SVC之一发送所述的帧。图3示出了根据本发明在进行同时话音和数据传输业务期间的一个控制程序。
在BSC300接收被发送的帧之后，CCP请求(ST1)用于业务信道连接的第一SVC1对话音和数据进行处理。对SVC1中的声码器311至318进行控制的选择器310根据由移动台100设定的业务选择方案执行与移动台100的业务谈判。
所述业务谈判包括根据J-STD-008和IS-95-B标准由一初级业务帧以及由一次级业务帧设定的业务选择方案。因为每个业务被单独地执行，所以选择器310分别对处于有效状态或空闲状态的用于话音帧的业务状态和用于数据帧的业务状态进行控制。此时话音传输和数据传输业务是处在空闲状态(参考图4)。
如果业务谈判结束而没有大的问题，SVC1向CCP报告(ST3)业务信道连接建立信息。SVC1还通过CAI以一对一为基础从移动台100传送将被处理的业务帧。
根据由SVC1进行的谈判结果，CCP请求MSC400分配声码器，作为回报，MSC400发送一响应该请求的消息。如果对传输业务仅话音帧或数据帧的方案被成功地谈判成，一谈成的业务被向下执行，不用额外分配另一个声码器资源。
然而，如果谈判的结果表示话音和数据同时传输的方案，CCP为数据帧分配另一声码器资源，如图2所示。特别地，BSC300分配声码器312以对话音帧进行解码和向MSC400发送被解码的话音帧。另一方面，BSC300分配另一声码器311，以便数据帧可以回避编码，如图2中虚线所示。
仍参考图2，如果三个移动台102，103和110都对一同时话音和数据传输业务提出请求，BSC300的CCP分配三个声码器313，316和318以处理话音帧。然而，每个数据帧被多路复用和发送到声码器311，声码器311对数据帧进行处理而不对该帧进行编码。声码器311能够对从最多4个移动台发送的数据帧进行多路复用和处理。
在本发明的第一优选实施例中，从SVC1的声码器311至318分配用于处理话音帧的声码器，还从声码器311至318分配用于处理数据帧的声码器。这样，SVC300的CCP从一个SVC分配声码器以对话音和数据帧二者进行处理。
如果声码器311已被分配用于数据帧处理，则CCP控制分配的声码器311对4个子信道进行识别。SVC1被指定给一子信道和通过选择器310内的一个端口接收数据帧以对该数据帧进行处理。
在本发明的另一优选实施例中，SVC300的CCP从两个SVC分配声码器以对话音和数据帧二者进行处理。因此，并不是从SVC1中对8个声码器311-318之一进行分配，而是从SVC N中分配一个声码器对数据帧进行处理。因此，CCP通过请求(ST4)MSC400从SVC N分配声码器资源请求实现SVC1与SVC N之间的一个业务信道连接。具体地说，BSC300的CCP请求谈判以分配一声码器用于数据传送业务。
而且，移动台100的业务选择和呼叫号码被发送到MSC400。SVC1和SVC N交换同步信号(ST5和ST6)以建立该呼叫。SVC1和N必须交换信号，因为移动台100至110和SVC N经SVC1发送和接收各个帧。
SVC N产生一个对接收的帧进行处理的任务和一个把所述帧发送到移动台100的任务。通过利用来自BSC300包含SVC1地址、声码器号码和所分配端口的消息，SVC N对SVC N和SVC1之间的互联网协议控制(IPC)的状态进行检查。该IPC状态被报告给BSC 300的CCP(ST7)，且用于无线链路协议(RPL)层的数据被初始化。
CCP从SVC1接收业务链路建立信息和向MSC400报告资源分配和主叫通信链路的完成。还发送包括电路识别码的子速率电路识别码。通过具有与声码器资源一一对应关系的时分交换机，MSC400能够对通过子信道多路复用的数据帧进行处理。
之后，SVC300的CCP等待一来自MSC400的消息，该消息指示来自一移动台的呼叫已被连接。话音业务已被连接的消息被发送到SVC1，数据业务已被连接的消息被发送(ST9)到SVC1或2。在图3中，数据业务连接消息被发送到SVC N。
在接收连接消息之后，SVC N初始化以便通过SVC1与移动台建立一个RPL层。SVC N还独立地控制对应于4个端口的状态和缓冲器，以便对4个数据帧进行处理(图4)。
图5公开了一种分配声码器资源的方法，该声码器资源用于在基站对话音帧进行处理的同时对数据帧进行处理。
参考图5，如果在话音传输业务期间接收到一数据传输业务请求，将额外分配一个用于处理数据帧的声码器。这样，如果一用户在话音传输业务期间请求一数据传输业务，移动台和SVC1通过信令业务帧进入业务谈判。
SVC1向BSC300的CCP报告业务谈判的结果。如果该结果指示一话音和数据的同时传输需要一个额外的声码器资源，则该CCP通知MSC400一业务选择需要一个额外的声码器资源，并接收一新声码器资源的分配。此时的过程与同时话音和数据传输业务的过程相同，如上述参考图3所做的描述。因此，将不再进行详细的描述。
通过对声码器资源进行分配而不增加声码器的数量，根据本发明的CDMA移动通信系统在同时话音和数据传输业务期间和在话音传输业务期间请求进行数据传输业务时提高了声码器资源的利用率。当分配了每个声码器拥有最多4个业务信道的一个声码器时，通过对每个数据帧多路复用，使不同的选择器/声码器卡同步，以分配到一个单独指定的另一选择器/声码器卡的声码器。结果，声码器资源的利用率能够被大大地提高。
上述各实施例仅作为示例，并不构成对本发明的限制。本发明的技术能够很容易地应用到其他类型的设备中。本发明的描述是要进行说明，而并不限于所附权利要求的范围。对于本领域的技术人员来说，各种替换、改进和变化将是显而易见的。

Claims (18)

1.一种分配用于处理话音和数据的声码器的方法，包括以下步骤：
分配至少一个第一声码器处理一话音帧；和
分配至少一个第二声码器处理一数据帧；
其中所述话音帧和所述数据帧被同时处理。
2.根据权利要求1的方法，其中分配用于处理数据帧的声码器的数量小于用于处理话音帧的声码器的数量。
3.根据权利要求1的方法，其中用于处理话音帧的声码器和用于处理数据帧的声码器从一个选择器/声码器卡分配。
4.根据权利要求1的方法，其中用于处理话音帧的声码器从一第一选择器/声码器卡分配，用于处理数据帧的声码器从一第二选择器/声码器卡分配。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第二声码器改变数据帧的速率。
6.根据权利要求5的方法，其中所述第二声码器通过把全速率数据帧复用多个子速率数据帧改变数据帧的速率。
7.根据权利要求6的方法，其中数据帧被复用成4个子速率帧。
8.根据权利要求1的方法，其中
所述第一声码器通过对话音帧编码对该话音帧进行处理；和
所述第二声码器通过使数据帧回避被编码对该数据帧进行处理。
9.在移动通信系统中当一基站接收到来自一移动台的数据传输业务请求而所述基站已正处理一话音传输业务时，一种分配声码器资源的方法，其包括以下步骤：
在请求数据传输业务的移动台与已分配了一个用于处理话音传输业务的声码器的选择器/声码器卡之间进行业务谈判；
响应所述业务谈判，分配一个新声码器处理数据帧。
10.根据权利要求9的方法，其中用于处理话音帧的声码器和用于处理数据帧的声码器从一个选择器/声码器卡分配。
11.根据权利要求9的方法，其中用于处理话音帧的声码器从一第一选择器/声码器卡分配，用于处理数据帧的声码器从一第二选择器/声码器卡分配。
12.一种在移动通信系统中分配声码器资源的方法，其时至少一个移动台请求同时话音和数据传输业务，该方法包括以下步骤：
从一第一选择器/声码器卡分配至少一第一声码器处理一话音帧；
从一第二选择器/声码器卡分配至少一第二声码器处理一数据帧；
其中所述第一和第二选择器/声码器卡交换信号以发送所述话音和数据帧。
13.根据权利要求12的方法，其中所述第一和第二选择器/声码器卡交换同步信号。
14.一种在移动通信系统中分配声码器资源的方法，其时多个移动台请求同时话音和数据传输业务，该方法包括以下步骤：
请求一基站控制器的一第一选择器/声码器卡连接一业务信道；
在请求数据传输业务的移动台与所述第一选择器/声码器卡之间进行业务谈判以建立业务信道连接；
根据所述业务谈判的结果向基站控制器报告业务信道连接建立信息；
响应所述建立信息，请求一移动交换中心从该基站控制器分配声码器；和
分配至少一第一声码器处理一话音帧和至少一第二声码器处理一数据帧。
15.根据权利要求14的方法，其中根据所述业务谈判，所述基站控制器将
由第一声码器编码后的话音帧，和
通过第二声码器回避编码的数据帧
发送到移动交换中心。
16.根据权利要求14的方法，其中所述第二声码器通过把全速率数据帧复用多个子速率数据帧改变数据帧的速率。
17.根据权利要求14的方法，其中所述第一和第二选择器/声码器卡交换信号以发送所述话音和数据帧。
18.根据权利要求15的方法，其中所述第一和第二选择器/声码器卡交换同步信号。
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