一種提升tfo的語音質(zhì)量的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提升TFO的語音質(zhì)量的方法及裝置，涉及數(shù)字通信【技術領域】，所述方法包括：本端發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀；將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。本發(fā)明中本端能夠使用其它的比特位來傳輸被偷的語音幀，對端恢復所述語音幀，不會導致語音幀丟失，提升了TFO的語音質(zhì)量。
【專利說明】一種提升TFO的語音質(zhì)量的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字通訊【技術領域】，特別涉及使用無二次編解碼(Tandem FreeOperation, TF0)功能的通信系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]TFO功能是通信系統(tǒng)中重要的功能，3GPP協(xié)議版本為28062。當A 口以時分復用(Time Division Multiple Access, TDM)傳輸數(shù)據(jù)時，A 口傳輸?shù)氖?4kb/s的脈碼調(diào)制(Pulse Coded Modulation, PCM)數(shù)據(jù)，移動臺(Mobile Station, MS)與 MS 進行通話時，如果雙方使用相容的語音算法，可以使用TF0，即系統(tǒng)側(cè)的碼型轉(zhuǎn)換和速率適配單元/碼型轉(zhuǎn)換(Transcoder and Rate Adaptation Unit/TransCoder, TRAU/TC)不再進行編解碼操作，本地的TRAU/TC直接將本地的基站收發(fā)信機(Base Transceiver Station,BTS)的數(shù)據(jù)封裝成TFO幀發(fā)送到對端的TRAU/TC，對端的TRAU/TC收到所述TFO幀，將數(shù)據(jù)傳給遠端的BTS，這樣極大提升了語音質(zhì)量。
[0003]在TFO功能的應用過程中，在一些情況下語音質(zhì)量提升不是非常明顯。其中主要有全速率自適應多速率(Full Rate Adaptive Mult1-Rate, FR AMR)的高速率業(yè)務(包括12.2，10.2k)以及半速率(Half Rate, HR) AMR的業(yè)務。通過研究發(fā)現(xiàn)，在進行TFO過程中，有相應的非語音數(shù)據(jù)進行傳輸，這個情況包括BTS進行測量系統(tǒng)時延以及切換信令的配置幀發(fā)送。這些過程都需要使用TFO的配置幀來完成。TFO的配置幀要通過A 口傳輸?shù)綄Χ耍枰M行偷幀完成。在偷幀的過程中，使用非語音幀來傳遞配置幀，相當于語音幀丟失。這個過程嚴重影響了語音質(zhì)量。另外在TFO的最新版本R6以上的版本，引入了通用配置幀，不再使用AMR配置幀的方法發(fā)送。如果通信系統(tǒng)使用R6以上的版本，在發(fā)送了?0_1?0_1^和TF0_ACK_L消息時，必須使用通用配置幀進行發(fā)送。發(fā)送通用配置幀的過程，也需要進行偷幀。這樣也會造成語音質(zhì)量的下降。
[0004]TFO幀的傳輸，主要是在PCM數(shù)據(jù)的最低的一比特或者最低的兩比特傳輸。全速率信道的語音業(yè)務需要使用最低的兩個比特進行傳輸，一般包括FR，EFR, FR AMR, UMTSAMR, UMTS AMR2。半速率信道的語音業(yè)務需要使用最低的一個比特或者2比特來傳輸，HR使用I比特，AMR_8+8k則使用2比特來傳輸。對于窄帶的語音業(yè)務，其中TFO幀最多占用其中的2比特，還有6比特由PCM數(shù)據(jù)所占用。如果能夠使用其他比特位傳輸其中被偷的語音幀，在接收端恢復出語音幀，這樣就不會導致語音幀的丟失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種提升TFO的語音質(zhì)量的方法及裝置，能更好地解決TFO功能中使用偷幀導致丟失語音幀的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種提升TFO的語音質(zhì)量的方法，包括:
[0007]本端發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀；[0008]將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。
[0009]優(yōu)選地，當進行全速率信道的語音通信時，本端將所述TFO配置幀插入PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低二個比特位。
[0010]優(yōu)選地，本端將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的二個比特位。
[0011 ] 優(yōu)選地，當進行半速率信道的語音通信時，本端將TFO配置幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低一個或二個比特位。
[0012]優(yōu)選地，本端將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的一個比特位。
[0013]優(yōu)選地，還包括:
[0014]對端收到所述PCM數(shù)據(jù)后，識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是否存在TFO配置幀，并且所述TFO配置幀采用偷幀傳輸。
[0015]優(yōu)選地，還包括:
[0016]當對端確定所述TFO配置幀采用偷幀傳輸時，從所述TFO配置幀相鄰的一個或二個比特位提取TFO語音幀。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種提升TFO的語音質(zhì)量的裝置，包括:
[0018]TFO語音幀組建單元，用于在發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀；
[0019]TFO語音幀恢復單元，用于將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。
[0020]優(yōu)選地，還包括:
[0021]配置幀識別單元，用于收到所述PCM數(shù)據(jù)后，識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是否存在TFO配置幀；
[0022]偷幀識別單元，用于識別所述TFO配置幀是否采用偷幀傳輸。
[0023]優(yōu)選地，還包括:
[0024]語音幀恢復單元，用于當確定所述TFO配置幀采用偷幀傳輸時，從所述TFO配置幀相鄰的一個或二個比特位提取TFO語音幀。
[0025]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明通過使用其他比特位傳輸由于偷幀而丟失的語音幀，從而實現(xiàn)語音質(zhì)量的恢復。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明實施例提供的提升TFO的語音質(zhì)量的方法原理框圖；
[0028]圖2是本發(fā)明實施例提供的TFO過程實現(xiàn)框圖；
[0029]圖3是現(xiàn)有技術提供的全速率業(yè)務的配置幀的傳輸示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實施例提供的改進后全速率業(yè)務的配置幀的傳輸示意圖；
[0031]圖5是本發(fā)明實施例提供的全速率語音質(zhì)量提升的本端TRAU/TC發(fā)送圖；
[0032]圖6是本發(fā)明實施例提供的全速率語音質(zhì)量提升的對端TRAU/TC接收圖；[0033]圖7是本發(fā)明實施例提供的全速率的TFO幀格式圖表；
[0034]圖8是本發(fā)明實施例提供的提升TFO的語音質(zhì)量的裝置框圖。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0036]圖1是本發(fā)明實施例提供的提升TFO的語音質(zhì)量的方法原理框圖，如圖1所示，包括:
[0037]步驟101、本端發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀。
[0038]步驟102、將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。
[0039]具體地說，當進行全速率信道的語音通信時，本端將所述TFO配置幀插入PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低二個比特位，將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的二個比特位，并將所述PCM數(shù)據(jù)發(fā)送至對端，以便對端識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是采用偷幀傳輸?shù)腡FO配置幀后，提取所述TFO配置幀的相鄰二個比特位的TFO語音幀。
[0040]具體地說，當進行半速率信道的語音通信時，本端將TFO配置幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低一個或二個比特位，將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的一個比特位，并將所述PCM數(shù)據(jù)發(fā)送至對端，以便對端識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是采用偷幀傳輸?shù)腡FO配置幀后，提取所述TFO配置幀的相鄰一個比特位的TFO語音幀。
[0041]圖2是本發(fā)明實施例提供的TFO過程實現(xiàn)框圖，如圖2所示，2G系統(tǒng)與3G系統(tǒng)進行TFO時，數(shù)據(jù)從2G的MS發(fā)送，經(jīng)過空口由BTS發(fā)送給TRAU，TRAU編解碼之后得到64k的PCM數(shù)據(jù)，由A 口發(fā)送給3G系統(tǒng)。3G系統(tǒng)先經(jīng)由TC進行編碼，編碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)由無線網(wǎng)絡控制器(Radio Network Controller, RNC)發(fā)送給NodeB, NodeB再通過空口發(fā)送給用戶設備(Use Equipment, UE)。如果雙方能夠建立TF0，則TRAU與TC通過TFO消息進行協(xié)商，協(xié)商后在A 口之間發(fā)送TFO幀。在TFO過程中，A 口的數(shù)據(jù)高位為原始的PCM數(shù)據(jù)，低位用來發(fā)送TFO幀或者TFO消息。從3G的UE傳輸?shù)?G的MS的數(shù)據(jù)過程也類似，在此不再贅述。
[0042]圖3是現(xiàn)有技術提供的全速率業(yè)務的配置幀的傳輸示意圖，如圖3所示，圖為B7-B0為PCM數(shù)據(jù)的一個字節(jié)(btye)的比特位。當TC在發(fā)送全速率配業(yè)務的配置幀時，需要偷幀進行，此時PCM數(shù)據(jù)的最低的兩比特用來傳輸TFO配置幀，TFO語音幀不進行傳輸。PCM的最高6比特還是用來傳輸原始的PCM數(shù)據(jù)。
[0043]圖4是本發(fā)明實施例提供的改進后全速率業(yè)務的配置幀的傳輸示意圖，如圖4所示，當TC在發(fā)送全速率業(yè)務的配置幀時，PCM的最低兩比特(BI和BO )還是用來傳輸TFO配置幀，而需要傳輸?shù)腡FO語音幀信息則在次低的2比特(B3和B2)進行傳輸。PCM的最高4比特還是用來傳輸原始的PCM數(shù)據(jù)。
[0044]圖5至圖7以全速率的語音業(yè)務為例，進一步說明提升TFO的語音質(zhì)量的實現(xiàn)流程。[0045]圖5是本發(fā)明實施例提供的全速率語音質(zhì)量提升的本端TRAU/TC發(fā)送圖，如圖5所示,步驟包括:
[0046]步驟501、本端TRAU/TC發(fā)送TFO配置幀。
[0047]TFO過程中，本端TRAU/TC在發(fā)送TFO幀或者TFO消息時，在一些流程中需要發(fā)送配置幀至對端，包括基站發(fā)送的配置幀、本端需要發(fā)送的相應的配置幀、以及TF0_REQ/ACK-L消息。本端TRAU/TC將所述配置幀組建成TFO配置幀，并將所述TFO配置幀傳輸?shù)綄Χ?，所述TFO配置幀包括配置幀類型，語音算法列集等。組建TFO配置幀的過程可以參照28062協(xié)議的配置幀格式。所述TFO配置幀將插入在A 口 PCM數(shù)據(jù)的最低的1、2比特中。
[0048]步驟502、確定是否需要偷幀發(fā)送TFO配置幀。
[0049]在進行傳輸TFO配置幀的過程中，有可能需要偷幀也可能不需要偷幀。這個步驟需要確定是否要占用語音幀進行傳輸。對于R6以下的TFO版本，AMR的系列的語音算法，高速率業(yè)務包括12.2和10.2需要偷幀發(fā)送TFO配置幀，AMR半速率需要偷幀發(fā)送AMR配置幀。如果R6及以上的版本，發(fā)送配置幀都采用通用配置幀的方式，這個不管是什么語音算法，只要發(fā)送通用配置幀就需要偷幀進行處理。確定了必須要要進行偷幀的過程，則轉(zhuǎn)入步驟503。
[0050]步驟503、將被偷的語音幀組建為TFO語音幀。
[0051 ] 這個過程可以參照協(xié)議28062的做法，組建不同的TFO語音幀。所述TFO語音幀包括數(shù)據(jù)位、控制位、同步位以及相應的CRC位。有了同步位、CRC位和控制位信息，接收端就能夠有效的驗證本端組建的TFO語音幀是否為有效的數(shù)據(jù)幀。
[0052]步驟504、將組建的TFO語音幀插入到與所述TFO配置幀相鄰最低的3、4比特。
[0053]由于是全速率信道，其中最低的1，2比特被配置幀占用，這種情況下使用最低的3，4比特來傳輸被偷的語音幀。一個TFO語音幀有320比特，PCM數(shù)據(jù)160byte，每個byte用來傳輸2個比特?？梢詫FO語音幀的320比特，逐步2個比特插入一個byte的最低3，4比特中。這樣連續(xù)操作，將TFO語音幀的320比特全部插入到PCM數(shù)據(jù)中。
[0054]步驟505、發(fā)送包含TFO語音幀和TFO配置幀的PCM數(shù)據(jù)。
[0055]PCM數(shù)據(jù)往A 口發(fā)送，PCM數(shù)據(jù)的高4位還是保持著原來的PCM數(shù)據(jù)，最低的3、4比特存放用來恢復語音的TFO語音幀，最低的1、2比特則是用來傳輸通用的TFO配置幀。
[0056]圖6是本發(fā)明實施例提供的全速率語音質(zhì)量提升的對端TRAU/TC接收圖，如圖6所示,步驟包括:
[0057]步驟601、遠端TRAU/TC監(jiān)控PCM的TFO數(shù)據(jù)。
[0058]當在TFO協(xié)商和建立過程中，遠端TRAU/TC需要監(jiān)控PCM數(shù)據(jù)，判斷PCM數(shù)據(jù)的1、2比特是否包括TFO幀。其中的判別方法也是通過是否包含TFO的同步位信息和控制位信息。如果包含了正確的同步位信息和控制位信息，CRC校驗也正確，則說明PCM數(shù)據(jù)中最低的1，2比特包含了有效的TFO數(shù)據(jù)。
[0059]步驟602、接收到配置幀。
[0060]當判別出所述PCM數(shù)據(jù)包含了 TFO數(shù)據(jù)時，遠端TRAU/TC需要進行數(shù)據(jù)幀的識別處理，主要是判別所述TFO幀數(shù)據(jù)是TFO語音數(shù)據(jù)還是TFO配置幀數(shù)據(jù)。如果是TFO語音幀數(shù)據(jù)，則將其轉(zhuǎn)成與基站的接口，傳送給基站。如果是TFO配置幀數(shù)據(jù)，則需要進行配置信息提取的操作過程。[0061]步驟603、判別TFO配置幀采用了偷幀處理。
[0062]當提取完配置信息后，為了配合語音的提升，需要判別是否采用了偷幀的處理。如果是R6以下比較低的版本，則是AMR高速率12.2k和10.2k會采用偷幀的處理進行傳輸配置幀。如果是R6以上的版本，則都會采用偷幀的方式進行通用配置幀的傳輸。當判別采用了偷幀傳輸配置幀之后，轉(zhuǎn)入步驟604。
[0063]步驟604、判別所述PCM數(shù)據(jù)中最低3、4比特是否包含TFO幀。
[0064]這里是全速率的TFO幀，所以需要判別3、4比特是否包含有效的TFO幀。如果是其他速率則在相應其他的位置進行判別。由于最低的1、2比特已經(jīng)收到有效的TFO配置幀。如果發(fā)送端在3、4比特傳輸了包含語音數(shù)據(jù)的TFO語音幀，則PCM數(shù)據(jù)的最低的3、4比特一定包含有效的同步位信息、控制位信息以及正確的CRC位。如果這些信息都與發(fā)送端匹配吻合，則說明最低的3、4比特已經(jīng)包含了有效的TFO語音幀。如果包含了有效的TFO信息，則轉(zhuǎn)入步驟605。
[0065]步驟605、進行語音信息位的數(shù)據(jù)提取。
[0066]進行3，4比特的數(shù)據(jù)信息的提取，首先需要將160byte中的3、4比特進行移位得到一個完整的TFO語音幀，然后根據(jù)數(shù)據(jù)位的信息，逐步將數(shù)據(jù)提取出來。將數(shù)據(jù)信息提取完成之后，也就完成了恢復被偷語音幀的數(shù)據(jù)，這樣就可以避免語音質(zhì)量的損失，可以將相應的語音數(shù)據(jù)發(fā)送給基站。
[0067]全速率的TFO幀格式可以參見圖7所示圖表。
[0068]圖8是本發(fā)明實施例提供的提升TFO的語音質(zhì)量的裝置框圖，如圖8所示，包括:
[0069]TFO語音幀組建單元，用于在發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀；
[0070]TFO語音幀恢復單元，用于將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀；
[0071]配置幀識別單元，用于收到所述PCM數(shù)據(jù)后，識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是否存在TFO配置幀；
[0072]偷幀識別單元，用于識別所述TFO配置幀是否采用偷幀傳輸；
[0073]語音幀恢復單元，用于當確定所述TFO配置幀采用偷幀傳輸時，從所述TFO配置幀相鄰的一個或二個比特位提取TFO語音幀。
[0074]綜上所述，當TFO幀在A 口傳輸過程中，當TFO配置幀需要通過偷幀方式以非語音幀傳輸時，本端TRAU/TC使用PCM數(shù)據(jù)中沒有使用的PCM比特位(推薦使用最低的比特位進行傳輸，一般是PCM最低的2比特、3比特、4比特)傳輸目前被偷的語音幀，其中，所述語音幀組建成TFO幀格式進行傳輸。具體地說，如果使用的是FR，EFR, FR AMR, UMTS AMR2, UMTSAMR等全速率信道的算法，則需要使用PCM數(shù)據(jù)最低的3、4比特傳輸被偷的語音幀。如果使用的是HR半速率信道的算法，則需要使用PCM數(shù)據(jù)的最低的第2比特傳輸被偷的語音幀。如果使用的是AMR_8+8k的半速率信道的算法，則需要使用PCM的最低的第3比特進行傳輸被偷的語音幀。對端TRAU/TC接收TFO幀，當發(fā)現(xiàn)TFO幀中存在非語音的配置幀時，通過識別幀類型檢測比鄰的比特位是否傳輸了語音幀，如果發(fā)現(xiàn)傳輸了語音幀，則恢復語音幀并發(fā)送給對端的BTS。
[0075]盡管上文對本發(fā)明進行了詳細說明，但是本發(fā)明不限于此，本【技術領域】技術人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種提升TFO的語音質(zhì)量的方法，其特征在于，包括: 本端發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀； 將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，當進行全速率信道的語音通信時，本端將所述TFO配置幀插入PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低二個比特位。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，本端將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的二個比特位。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，當進行半速率信道的語音通信時，本端將TFO配置幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中用于傳輸TFO語音幀的最低一個或二個比特位。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，本端將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中的與所述TFO配置幀相鄰的一個比特位。
6.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的方法，其特征在于，還包括: 對端收到所述PCM數(shù)據(jù)后，識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是否存在TFO配置幀，并且所述TFO配置幀采用偷幀傳輸。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括: 當對端確定所述TFO配置巾貞采用偷巾貞傳輸時,從所述TFO配置巾貞相鄰的一個或二個比特位提取TFO語音幀。
8.一種提升TFO的語音質(zhì)量的裝置，其特征在于，包括: TFO語音幀組建單元，用于在發(fā)送TFO配置幀期間，當需要在脈碼調(diào)制PCM數(shù)據(jù)中偷幀傳輸所述TFO配置幀時，將被偷的語音幀組建成TFO語音幀； TFO語音幀恢復單元，用于將所述TFO語音幀插入所述PCM數(shù)據(jù)中，并發(fā)送至對端，以供對端恢復所述TFO語音幀。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括: 配置幀識別單元，用于收到所述PCM數(shù)據(jù)后，識別所述PCM數(shù)據(jù)中最低一個或二個比特位是否存在TFO配置幀； 偷幀識別單元，用于識別所述TFO配置幀是否采用偷幀傳輸。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 語音幀恢復單元，用于當確定所述TFO配置幀采用偷幀傳輸時，從所述TFO配置幀相鄰的一個或二個比特位提取TFO語音幀。
【文檔編號】H04W88/18GK103796345SQ201210423952
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優(yōu)先權日:2012年10月30日
【發(fā)明者】羅小冬 申請人:中興通訊股份有限公司