专利名称：语音编码设备和方法
技术领域：
本发明涉及移动通信基站控制器，尤其涉及一种基于低速传输的语音编码设备。
IS-95A是用于语音呼叫和低速(9.6Kbps)无线通信的传输标准。IS-95B标准与IS-95A标准相同，然而，该标准可为一个用户提供最大到8个的传输信道，并且其传输速度(64Kbps)是IS95-A标准传输速度的4～8倍。IS-95C是国际无线电传输标准，提供高速传输速度(128Kbps)，同时与IS95-A和IS95-95B标准保持兼容。
图1是一个框图，显示了普通同步移动通信网络。
如图1所示，IS-95A和IS-95B标准通过电路传输信道传输语音呼叫和数据。在语音呼叫业务中，移动终端10利用压缩算法来压缩语音信号，并把所压缩的语音信号转换为数字信号。通过无线传输的特定过程向BTS(基站)30传输所转换的信号。基站30向BSC(基站控制器)40传输所接收的信号。
在BSC 40的语音编码器模块50中，BTS 30的信号被转换成脉冲编码调制(PCM)数据，然后通过移动交换中心(MSC)60向接收方的交换器传输该信号。
在数据业务中，经由BSC 40的语音编码器模块50和MSC 60，通过现有第二代网络电路传输信道向接收方的交换器传输移动终端10的数据信号。
参考图2，下文将描述现有的语音编码设备。
图2是一个框图，显示了现有语音编码设备。
如图2所示，现有语音编码设备50包含用于提供IS-95A/B语音呼叫业务的低速业务模块150、IS-95A数据业务和用于提供IS-95B数据业务的高速模块160。
低速业务模块150包括用于控制BTS 30和BSC 40之间帧传输的输出，并控制软切换的中央处理单元(CPU)110；以及用于把从BTS 30接收到的语音数据转换成PCM数据的数字信号处理器(DSP)120。
此外，高速业务模块160包括用于控制BTS 30和BSC 40之间帧传输的输出，并控制软切换的CPU 115；以及用于执行高速数据传输业务(IS-95B数据业务)的系统间链路层协议(ISLP)专用CPU 130。ISLP是用于在如MSC 60或BSC 40的系统之间维持数据传输可靠性的协议。此外，其也是具有诸如比特填充功能和流控制功能等功能的链路层相关协议，并与高层数据链路控制(HDLC)处理相似。
在数字移动通信的早期，语音编码设备50主要执行用户的语音呼叫业务处理。然而，为响应对数据业务的巨大需求，语音编码设备50的DSP 120不仅执行语音呼叫业务，也执行低速数据传输业务(IS-95A数据业务)。在功能方面，DSP 120的上述性能的效率比较低。然而，因为通过现有语音通道可以执行数据业务，所以该性能有其优点。
随着IS-95B技术的出现，当在低速数据业务模块150中执行IS-95B技术中所需要的高速数据传输业务(64Kbps)时，在语音编码设备中会出现几种功能性问题。下文将描述上述问题。
第一，因为在DSP 120中必须执行用于高速数据传输的ISLP协议处理，所以为执行协议处理，就要求DSP 120的性能达到特定水平。尤其是，在需要实时响应的TDM(时分复用)传输中，DSP 120必须避免发生频繁中断。上述频繁中断会阻碍DSP 120的其它内部操作(协议处理等)。因此，DSP 120需要具有非常高的性能。
第二，在现有DSP 120中，很难修复由于颤动导致的传输错误。众所周知，IS-95B技术出现后，因为现有DSP 120没有用于从MSC 60接收的数据的缓冲功能，当发生同步信号的滑移时，数据损失将不可避免。在语音呼叫情况中，由于语音数据的特性，数据损失不会影响所传输的下一个数据。然而，在高速数据中，即使数据损失的单位为比特，也必须重传输所有数据。因在DSP 120中执行该过程，所以要求DSP 120具有较高的性能。
为解决上述提及的问题，用于执行IS-95B数据业务的高速业务模块160被添加到语音编码设备150中。为解决第二问题，在高速业务模块160的ISLP专用CPU 130中另外安装了HDLC控制器和缓冲器(或S/W队列)。现有语音编码设备50的低速业务模块150处理IS-95B语音呼叫业务。
然而，如上所述，在把语音编码设备50双工为IS-95A业务模块和IS-95B业务模块160的过程中，也存在下列问题。
第一，在系统中存在资源管理和效率问题。在有限的MSC匹配资源的情况下，通过在系统中用低速业务模块150和高速业务模块160中形成双工通道，会在呼叫处理资源管理和分配中引起困难，且系统扩展性有限。所有的语音呼叫必须经过低速业务模块150，然而，在高速数据业务中，因没有使用低速业务模块150的选择器资源(CPU)，所以其效率很低。
第二，存在并行业务的问题。
并行业务是指IS-95B用户同时请求语音呼叫业务和高速数据呼叫业务，或在保持高速数据呼叫的同时开始语音呼叫。并行业务是移动通信用户业务选项之一，且已经建立了该选项标准。如上所述，现有语音编码设备50被分为用于IS-95A的业务模块150和用于IS-95B的业务模块160，因而不能支持并行业务。其原因在于低速业务模块150和高速业务模块160不能同时支持选择器资源(CPU)，而只能单独支持。
引入以上的参考资料以帮助更好地理解附加或可选的细节、特征和/或技术背景。
根据一个实施例，语音编码设备包括根据时分复用方法而处理从MSC(移动交换中心)接收到的语音信号和数据信号的TDM交换机；用于接收从交换机输出的语音信号和数据信号并执行特定数字信号处理的DSP(数字信号处理器)；根据DSP的负载量而调节从交换机向DSP传输的数据信号的数量的信号延迟器；以及用于控制DSP的CPU。
信号延迟器包括用于把交换机的输出信号转换成并行信号的串并转换器；用于存储并行信号的缓冲器；用于把存储在缓冲器中的信号转换成串行信号并向DSP传输该信号的并串转换器；以及用于控制缓冲器的信号输入/输出的缓冲器控制器。
根据本发明的一个实施例，一种语音编码方法包括当从MSC(移动交换中心)到TDM交换机的信号是语音信号时，向DSP(数字信号处理器)直接传输该信号，当信号是数字信号时，经由信号延迟器向DSP传输该信号；通过检查DSP的负载量来调节从信号延迟器向DSP传输的信号传输量；以及对传输的语音信号和数据信号执行特定的数字信号处理。
附图帮助更好地理解本发明，并在此结合构成本申请的一部分，
本发明的实施例并和说明书一起解释本发明的原理，附图中图1是一个框图，显示了普通同步移动通信网络；图2是一个框图，显示了现有语音编码设备的功能；图3是一个框图，显示了根据本发明一个实施例的语音编码设备；图4是一个详细框图，显示了根据本发明一个实施例的语音编码设备；图5是流程图，显示了根据本发明一个实施例的语音编码方法；以及图6示例性地显示了TDM帧延迟器的操作。
优选实施例说明下文将参考附图来叙述本发明的实施例。
图3是一个框图，显示了根据本发明一个实施例的语音编码设备，图4是详细框图，显示了根据本发明一个实施例的语音编码设备。
如图3和图4所示，语音编码设备包括根据时分复用方法而处理从MSC(移动交换中心)60接收到的语音信号和数字信号的TDM交换机230；用于接收从交换机230输出的语音信号和数据信号并执行特定信号处理的DSP 210；根据DSP 210的负载量而调节从交换机230向DSP210传输的数据信号量的信号延迟器(或TDM帧延迟器)220；用于控制DSP 210的CPU 110。
信号延迟器220包括用于把交换机230的输出信号转换成并行信号的串并转换器330；用于存储并行信号的缓冲器320；用于把存储在缓冲器320中的信号转换成串行信号并向DSP 210传输该信号的并串转换器330；以及用于控制缓冲器320的信号输入/输出的缓冲器控制器340。
串并转换器330和并串转换器310是具有把串行数据转换成并行数据的功能和把并行数据转换成串行数据的功能的转换器。
在现有语音编码设备50的结构中，DSP 210直接连接到TDM交换机230。尤其是，在现有技术中，在DSP 210和TDM交换机230之间不存在用于缓冲的附加硬线，在操作中，DSP 210附属于TDM交换机230。然而，在根据本发明的一个实施例的语音编码设备240中，在DSP 210和TDM交换机230之间存在TDM帧延迟器220。因此，利用现有的语音呼叫业务处理DSP来执行高速数据业务，而不必使用附加高数据传输(或HDLC控制)CPU。
图5是流程图，显示了根据本发明的一个实施例的语音编码方法。
如图5所示，语音编码方法包括当从MSC 60到TDM交换机230的信号是语音信号时，直接向DSP 210传输该信号，如S2所示，当该信号是数据信号时，通过信号延迟器220向DSP 210传输该信号；通过检查DSP 210的负载量而调节从信号延迟器220向DSP 210传输的传输信号量；以及对所传输的语音信号(或数据信号)执行特定的数字信号处理。
传输量调节可包括如S3所示，把向DSP 210传输的信号转换成并行信号；如S4所示，在缓冲器内存储该并行信号；如S5所示，把所存储的信号转换成串行信号，并在缓冲器控制器340的控制下，向DSP210传输该串行信号。
图6示例性地显示了TDM帧延迟器的操作。
参考图4～图6，下文将详细描述根据本发明一个实施例的语音编码设备的操作。
首先描述IS-95A/B数据传输业务。在从MSC 60传输的时分复用数据(高速ISLP或低速ISLP数据)中，TDM交换机230提取特定时隙的数据，并向TDM帧延迟器220的串并转换器330传输该数据。串并转换器330把所传输的数据转换成并行数据，并通过缓冲器320的写端口把该数据写入缓冲器320中。根据从移动通信交换器60接收到的时钟信号，缓冲器控制器340执行‘写操作’。此外，向并串转换器310和串并转换器330提供时钟信号，从而控制相互的转换操作。
同时，并串转换器310把存储在缓冲器320内的并行数据转换成串行数据，并向DSP 210的串行端口传输该数据。缓冲器控制器340调节缓冲器320的输出数据量，因此，在低速IS-95A的DSP 210中能够处理从TDM交换机230传输的高速IS-95B用户数据。
尤其是，缓冲器控制器340检查DSP 210的负载量，当DSP 210的负载量增加时，增加缓冲器320的数据存储容量。当DSP 210的负载量减少时，减少缓冲器320的数据存储容量。因此，调节了TDM帧延迟器220向DSP 210传输的数据传输量。在缓冲器320中存储的数据量是读指针值和写指针值之间的差值(间隔值)。
与现有DSP相比，通过添加TDM帧延迟器220，极大地减少了实时响应的负担，并可以在现有语音编码设备50和TDM交换机140之间的连接结构上除去由颤动噪声而引起的比特错误。
当根据一个实施例的语音编码设备执行IS-95A/B语音呼叫业务时，DSP 210和TDM帧交换机230不经由TDM帧延迟器220而直接发送/接收语音信号。
通过减少DSP 210的实时响应负担，从而提高了DSP 210的性能，所以减少了由于发生滑移等而导致的数据损失，也减少了由于数据损失而导致的数据重传。
此外，因为语音编码设备可用语音呼叫业务处理DSP来执行高速数据业务，所以可向IS-95B用户提供并行业务，因此，可以简单有效地管理资源。
上述的实施例和优点仅仅是示例性的，并不对本发明构成限制。本发明可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的说明书是用于进行说明，不限制权利要求的范围。对于本领域的技术人员，很显然可以有很多的替换、改进和变化。在权利要求书中，装置加功能的语句旨在涵盖实现所述功能的结构，其不仅包括结构的等同，也包括等同的结构。
权利要求
1.一种设备，包括接收来自移动通信系统的语音信号和数据信号的交换机；与交换机连接的缓冲器，该缓冲器接收来自交换机的数据信号；以及与缓冲器连接的处理器，该处理器接收来自交换机的语音信号和来自缓冲器的数据信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，缓冲器调节处理器接收的数据信号量。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，缓冲器根据处理器的负载而调节处理器接收的数据信号量。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，缓冲器还包括把从交换机接收到的数据信号转换成并行数据信号的第一转换器；存储并行数据信号的存储器；以及把所存储的并行数据信号转换成串行数据信号的第二转换器。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，缓冲器还包含控制处理器接收的串行数据信号量的控制器。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，控制器通过调节存储器的存储容量来控制由处理器接收的串行数据信号量。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，存储器的存储容量是读指针和写指针之间的间隔。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，缓冲器使数据转换操作和数据存储操作同步。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，根据来自交换机的同步信号而使数据转换操作和数据存储操作同步。
10.一种移动通信系统中的信号处理设备，包括处理来自移动交换中心的语音信号和数据信号的时分复用交换机；接收来自时分复用交换机的语音信号和数据信号的处理器；以及调节从交换机传输的数据信号量的延迟器。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，延迟器根据处理器的负载而调节所传输的数据信号量。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，延迟器调节从交换机传输的语音信号的数量。
13.一种移动通信系统中的信号处理方法，包括接收含有语音信号和数据信号的信号；向处理器传输所接收到的信号；以及根据处理器的负载而调节所传输的信号的传输量。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法还包含从交换机向缓冲器传输信号；以及从缓冲器向处理器传输所接收的信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，数据信号从交换机传输到缓冲器，语音信号从交换机传输到处理器。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括从交换机向处理器传输语音信号；从交换机向缓冲器传输数据信号；以及从缓冲器向处理器传输数据信号。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括调节从缓冲器向处理器传输的数据信号的数量。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括把所传输的信号转换成并行信号；存储并行信号；把所存储的并行信号转换成串行信号；以及向处理器传输该串行信号。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括在缓冲器内存储并行信号。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括通过调节缓冲器的存储容量来调节所传输的串行信号的传输量。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，通过调节缓冲器的读指针和写指针而调节缓冲器的存储容量。
22.根据权利要求14所述的方法，还包括根据来自交换机的同步信号而使缓冲器的输入和输出同步。
全文摘要
本发明公开了一种语音编码设备和方法，其可减少数字信号处理器的实时响应负担，从而改善了DSP的性能，减少由于发生滑移等而导致的数据损失，并减少由于数据损失而导致的数据重传。该语音编码设备包括根据时分复用方法处理从移动交换中心接收到的语音信号和数据信号的TDM交换机；接收从交换机输出的语音信号和数据信号并执行特定数字信号处理的数字信号处理器；根据数字信号处理器的负载量调节从交换机向数字信号处理器传输的数据信号的数量的信号延迟器；以及控制数字信号处理器的CPU。
文档编号G10L19/00GK1430439SQ02151718
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者金东星 申请人:Lg电子株式会社