CN101309487B

CN101309487B - 一种语音帧的处理方法、系统和基站

Info

Publication number: CN101309487B
Application number: CN2008101324356A
Authority: CN
Inventors: 晏小龙
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Suzhou Shiwan Yinghe Precision Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: CN101309487A

Abstract

本发明公开了一种语音帧的处理方法、系统和基站。该方法包括：本地环回情况下，确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧；将所述预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送。通过使用本发明实施例，在需要时使用本地存储的静音SID帧进行编码并发送，能够提高本地环回后的话音质量，使得本地环回后的话音质量能够与非本地环回情况下的语音业务质量相当。

Description

一种语音帧的处理方法、系统和基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种语音帧的处理方法、系统和基站。

背景技术

GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统)系统中，BSS(Base Station System，基站系统)通常由一个BSC(Base StationController，基站控制器)以及一个或多个BTS(Base Transceiver Station，基站收发信台)组成，其中BSC与MSC(Mobile Switching Center，移动交换中心)相连，BTS通过无线接口与MS(Mobile Station，移动台)相连，BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。而MSC进一步包括MSC Server(MSC服务器)和MGW(Media Gateway，媒体网关)。

随着GSM的不断成熟，移动网络的发展速度远快于固网的发展速度。随着网络扩张，运营商之间的竞争也趋于激烈，因此要设法降低成本，节省传输是重要的关注点。解决节省传输的方式有压缩、IP传输、本地环回等多种方式。本地环回(也可以称为本地交换)方式具体指：GSM网络BSS侧发现两个用户的通话都属于本BSS时，可以不需要通过A口到进行话音业务交换，而是直接通过BSS将话音链路直接进行交换使得两个用户进行通话。进一步可以对同一个或者同一组BTS的用户间通话在BTS侧进行直接交换完成用户通话。这样的方式可以节省BSC到MSC间的传输和BTS到BSC间的传输。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

本地环回对于话音业务没有经过TC(Trans-Coder，编码转换)处理和MSC交换处理，因此直接本地环回的情况可能会存在一些问题。比如在上行方向上的译码失败时，若经过TC的平滑处理，则接收方在下行方向上仍可以接收到平滑的声音，但是对于直接本地环回的情况，因不存在TC的平滑处理，接收方将只能接收到杂音。

发明内容

本发明的实施例提供一种语音帧的处理方法、系统和基站，提高本地环回情况下的语音业务质量。

本发明的实施例提供一种语音帧的处理方法，包括：

本地环回情况下，接收到的码率适配单元TRAU帧为译码失败帧时，和/或本地环回情况下，非连续发射DTX情况下，在判断需要发送SID帧时，确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧；

将所述预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送。

本发明的实施例还提供一种基站，包括：

判断单元，用于在本地环回情况下，确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧；

处理单元，用于将所述预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送；

所述判断单元进一步包括：

第一判断子单元，用于当接收到的码率适配单元TRAU帧为译码失败帧时，确定需要在下行发送预先存储的静音SID帧；和/或

第二判断子单元，用于非连续发射DTX情况下，在规定的需要发送SID帧的时机，确定需要在下行发送预先存储的静音SID帧。

本发明的实施例还提供一种网络，包括上述基站。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

通过使用本发明实施例，在需要时使用本地存储的静音SID帧进行编码并发送，能够提高本地环回后的话音质量，使得本地环回后的话音质量能够与非本地环回情况下的语音业务质量相当。

附图说明

图1是现有技术中正常和本地环回TRAU帧流程示意图；

图2是本发明实施例中语音帧的处理方法流程图；

图3是本发明实施例中语音帧处理装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中语音帧处理装置的另一结构示意图。

具体实施方式

目前GSM系统中语音业务的处理流程如下：用户A和用户B进行通话，用户终端对采集到的话音进行信源编码，然后经过信道编码在空口发送给基站；基站经过信道译码后变成TRAU(Transfer Rate Adapter Unit，码率适配单元)帧，通过ABIS(BSC and BTS E1 Interface，BSC和BTS之间的通信接口)口将TRAU帧发送到BSC上的TC单元，TC单元将TRAU帧进行信元译码后发送到A口后由MSC进行交换，可能交换到PSTN(Public SwitchedTelephone Network，公共交换电话网络)，也可能交换到其他MSC或者本MSC。下行方向上，A口的话音经过TC进行信源编码变成TRAU帧传送到基站，基站进行信道编码在空口发送给用户终端，用户终端经过信道译码后将数据给用户终端的信元译码单元，信元译码单元将信元译码后变成话音放出给用户。

在本地环回等运用场景中，话音不经过TC和A口而在BSC或者BTS直接交换，基站收到的下行语音TRAU帧直接就是另外一个基站或者本基站的上行语音TRAU帧，如图1所示。原来所有的呼叫都要经过BTS-BSC-TC-MSC-MSC-TC-BSC-BTS或者BTS-BSC-TC-MSC-PSTN(如图1中1和2所示的情况)。但是本地环回后，很多本地呼叫都只是经过BTS-BSC-BTS或者BTS-BTS(如图1中3～6所示的情况)，其他非本地呼叫还是走原来的交换路由。

在非本地环回情况下，下面两种情况不会导致问题：

1、基站收到用户终端的信号进行译码不成功，则将通过TRAU帧告知TC译码失败，TC将会进行特殊的平滑话音信元译码处理发送到A口，那么经过A口的交换到对端TC的为平滑后的语音帧；那么对于下行方向上基站收到的TRAU语音帧都是好帧。

2、DTX(Discontinuous Transmit，非连续发射)情况下，指用户不说话不发送信号时，只是在话音从有到无时和在规定的时机发送SID(SilenceDescriptor，静音描述符)帧。具体的，发送SID帧的时机可以包括：如果话音帧从有到无则发送一个SID帧，之后在每一个SACCH(Slow AssociatedControl Channel，缓慢相关控制信道)周期中发送一个新的SID帧直至有新的语音信号。SID帧的发送在上行是发送方用户终端完成的，在下行则需要TC在无话音期间生成SID帧并下发给接收方基站，接收方基站接收到的TC下行的SID帧时，则发送该接收到的SID帧。

呼叫变成本地环回后，上述两种由于经过了TC处理没有问题的情况就需要基站进行处理，否则将对话音造成影响，导致话音有杂音和背景噪音质量不好，原因如下：

1、对于上行译码失败帧，如果本地环回，基站将在下行方向上收到译码失败TRAU语音帧，由于上下行控制bit的不对称，无法知道是译码失败帧，这样基站将直接对该帧进行编码和发送，用户终端收到这样的语音帧将产生杂音。

2、DTX情况，发送方发送的上行SID帧经过本地环回后到达接收方基站时，会造成接收方基站接收SID帧的延时，导致基站在规定发送SID帧的时机并不能收到SID帧，则导致发送不确定的帧使得用户终端产生杂音和误码。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供一种语音帧的处理方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201、本地环回情况下，确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧。

具体的，在以下两种情况，可以确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧：(1)接收到的TRAU帧为译码失败帧时，确定需要在下行方向发送本地存储的静音SID帧；(2)非连续发射DTX情况下，在规定的需要发送SID帧的时机，确定需要在下行方向发送本地存储的静音SID帧。

步骤s202、将预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送。

具体的，该所述预先存储的静音SID帧可以为：为每一信道预先存储一静音SID帧；或为所有信道使用预先存储的一个静音SID帧。

以下结合具体的应用场景，对本发明的实施方式作进一步详细描述。

本发明的实施例中，对于全速率EFR(Enhanced Full Rate，增强型全速率编码译码器)/FR(Full Rate，全速率编码译码器)语音业务，对TRAU帧进行特殊处理，使得在下行方向上可以区分语音TRAU帧是来自TC、还是来自基站环回下来的上行TRAU帧。具体的，可以根据接收到的TRAU帧携带的第一标识，确定接收的TRAU帧是否为TC发送的下行TRAU帧。例如，可以设置TRAU帧中的控制位C20C21＝00表示该TRAU帧是由上行TRAU帧环回产生的，C20C21＝11表示该TRAU帧是由TC产生的。对于HR(HalfRate，半速率)语音业务和AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多比特率)语音业务，可以不需要区分语音TRAU帧是来自TC、还是来自基站环回下来的上行TRAU帧，因为这两种语音业务的上下行TRAU帧结构相同。

对于SID帧的编码发送，本发明的实施例提供如下处理方法：基站预先生成一个SID帧，这个SID帧要求用户终端收到后能正常译码且产生的是静音。基站为每个信道建立对应的静音缓冲区，在某个信道刚激活时将该静音TRAU帧放到该信道的静音缓冲区A处。之后如果在该信道的下行方向收到SID帧(无论该SID帧来自TC还是来自环回)，则把该SID帧存储到该信道的静音缓冲区A，即每接收到一个SID帧就更新一次静音缓冲区A。当该信道需要编码SID帧时(在收到SID帧时机和需要发送SID帧的时机)，从该信道的静音缓冲区A中取出其中存储的SID帧进行编码和发送。正常情况下，TC发送来的SID帧将更新静音缓冲区A中的数据，需要编码SID帧时再从静音缓冲区A中取出的SID帧和原来直接接收到的SID帧没有本质区别，只是多了一次中转。环回情况下，即使出现译码失败或SID帧的延时，也可以从静音缓冲区A中直接取出SID帧进行编码，编码时采用的是最新的SID帧、或预先设置的SID帧，用户终端收到这样的帧相当于延时了一下，但声音以及下行测量不会因此产生问题。

除了上述为每一信道维护一SID帧外，还可以采用为所有信道使用相同的SID帧的方法，即为所有信道设置统一的静音缓冲区，将一预先设置好的SID帧预先存储到该统一的静音缓冲区。在任一信道的下行方向接收到新的SID时，使用该SID帧对静音缓冲区中所有信道共同使用的SID帧进行更新。对于该统一的静音缓冲区中SID帧的使用方法，与上述为不同信道使用不同静音缓冲区时SID帧的使用方法相似。

如果是正常的TRAU帧情况，那么上述处理和现有技术中的处理没有区别。但是，如果在下行方向上收到的是本地环回的TRAU帧，而且该帧标识为上行译码失败，那么下行方向上不能直接用该TRAU帧进行编码并发送。而应该编码并发送存放在信道的静音缓冲区A处的SID帧，对于为不同信道使用不同静音缓冲区的情况，使用该信道的静音缓冲区中的SID帧进行编码并发送；对于为不同信道使用统一的静音缓冲区的情况，使用该统一的静音缓冲区处的SID帧进行编码并发送。具体的，对于本地环回的上行TRAU帧，可以根据所述TRAU帧的第二标识判断所述TRAU帧为译码失败帧。例如，对于全速率EFR/FR语音业务，如果C20C21等于00，那么就看指示译码成功与否的C12比特(BFI)，如果BFI等于0，表示译码成功，再判断是语音帧后，则将该TRAU帧进行编码并发送；如果是BFI等于1，表示译码失败，则从信道的静音缓冲区A中取SID帧进行编码并发送，这样用户终端将不会产生杂音。对于半速率HR和AMR也类似处理。对于HR或AMR语音业务，可以不需要区分是来自TC还是来自基站环回下来的上行TRAU帧，但是可以通过现有的标识判断该TRAU帧是否为good speech，为good speech时判断译码成功，否则判断译码失败，并根据译码是否成功进行相应控制。

对于DTX情况，上行SID帧经过本地环回后有延时发生时，在规定发送SID帧的时机，直接从信道的静音缓冲区A中取SID帧进行编码并发送即可，从而避免在用户终端产生杂音。

通过使用本发明上述实施例中提供的方法，在需要时使用本地存储的静音SID帧进行编码并发送，能够提高本地环回后的话音质量，避免在空口质量好的情况下，上行DTX使用时本地环回后会导致对端出现杂音。对于非本地环回的情况，这样的处理和原有的处理没有区别，兼容了正常情况和本地环回情况的处理。

本发明的实施例还提供一种基站，其结构如图3所示，包括：

判断单元10，用于在本地环回情况下，确定需要在下行方向发送预先存储的静音SID帧。

处理单元20，用于将预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送。

具体的，本发明的实施例中的基站还可以如图4所示，其中：

判断单元10进一步包括：

第一判断子单元11，用于当接收到的TRAU帧为译码失败帧时，确定需要在下行方向上发送本地存储的静音SID帧；和/或

第二判断子单元12，用于非连续发射DTX情况下，在规定的需要发送SID帧的时机，确定需要在下行方向上发送本地存储的静音SID帧。

该基站还可以包括：

第一存储单元30，用于设置多个静音缓冲区，每个静音缓冲区对应一个信道，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述各信道的静音缓冲区。

第一更新单元40，用于当任一信道在下行方向收到SID帧时，将接收到的SID帧存储到第一存储单元30中所述收到SID帧的信道的静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧并在需要时提供给处理单元20。

或者，该基站还可以包括：

第二存储单元50，用于为设置一个统一的静音缓冲区，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述静音缓冲区。

第二更新单元60，用于当任一信道在下行方向收到SID帧时，将接收到的SID帧存储到第二存储单元50中的静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧并在需要时提供给处理单元20。

本发明的实施例还提供一种网络系统，包括上述图3和图4中所描述的基站，对于该基站的结构在此不进行重复描述。

通过使用本发明实施例提供的设备，在需要时使用本地存储的静音SID帧进行编码并发送，能够提高本地环回后的话音质量，使得本地环回后的语音业务质量和非本地环回情况下的语音业务质量相差不大。如果不这样处理，即使在空口质量好的情况下，上行DTX使用时本地环回后会导致对端出现杂音。对于非本地环回的情况，这样的处理和原有的处理没有区别，兼容了正常情况和本地环回情况的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种语音帧的处理方法，其特征在于，包括：

将所述预先存储的静音SID帧进行编码并在下行方向发送。

2.如权利要求1所述语音帧的处理方法，其特征在于，所述预先存储静音SID帧包括：

为每个信道设置一个静音缓冲区，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述各信道的静音缓冲区。

3.如权利要求2所述语音帧的处理方法，其特征在于，还包括：

任一信道收到下行SID帧时，将所述接收到的SID帧存储到所述收到SID帧的信道的静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧。

4.如权利要求1所述语音帧的处理方法，其特征在于，所述预先存储静音SID帧包括：

为各信道设置统一的静音缓冲区，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述静音缓冲区。

5.如权利要求4所述语音帧的处理方法，其特征在于，还包括：

任一信道在收到下行SID帧时，将所述接收到的SID帧存储到所述静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧。

6.如权利要求1所述语音帧的处理方法，其特征在于，所述判断接收到的TRAU帧为译码失败帧包括：

根据接收到的TRAU帧携带的第一标识，确定接收的TRAU帧为转码功能TC发送的下行TRAU帧；或

根据接收到的TRAU帧携带的第一标识，确定接收的TRAU帧是由本地环回的上行TRAU帧；以及根据所述TRAU帧的第二标识判断所述TRAU帧为译码失败帧。

7.一种基站，其特征在于，包括：

所述判断单元进一步包括：

8.如权利要求7所述基站，其特征在于，还包括：

第一存储单元，用于设置多个静音缓冲区，每个静音缓冲区对应一个信道，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述各静音缓冲区；

第一更新单元，用于当任一信道在下行方向收到SID帧时，将所述接收到的SID帧存储到所述第一存储单元中所述收到SID帧的信道的静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧并在需要时提供给所述处理单元。

9.如权利要求7所述基站，其特征在于，还包括：

第二存储单元，用于设置一个统一的静音缓冲区，将一预先设置好的SID帧预先存储到所述静音缓冲区；

第二更新单元，用于当任一信道在下行方向收到SID帧时，将所述接收到的SID帧存储到所述第二存储单元中的静音缓冲区，更新所述静音缓冲区中之前存储的SID帧并在需要时提供给所述处理单元。

10.一种网络系统，其特征在于，包括上述权利要求7至9中任一项所述的基站。