CN101094206B - 数据传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据传输装置，包括：无线接入模块，用于实现呼叫控制，将语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至家庭网关模块，并生成相应信令信息发送至家庭网关模块，以及通过ExpressCard接口或USB接口接收到预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并对语音信息进行解帧；以及家庭网关模块，通过ExpressCard接口或USB接口连接至无线接入模块，用于将通过ExpressCard接口或USB接口接收到的预定义帧格式的语音数据转换成PCM格式的语音信息，并将PCM格式的语音信息与信令信息进行结合并与用户终端进行交互，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过ExpressCard接口或USB接口传输至无线接入模块。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据传输装置。
背景技术
随着移动无线通信技术的发展，许多家庭/小型办公类宽带接入、医疗/交通/水利/工业温湿度等监控信息收集、超市/书店/ATM等监控信息上报，都纷纷有从有线接入演进到成本更低、布置更方便、组网更灵活的无线接入的趋势。在这种应用环境中，无线接入模块充当着无线Modem的角色，完成数据信息的收集和上报，在有些场景中可能还有话音业务的需求，如家庭/小型办公等，而无线接入模块通常采用快速卡(Express Card)或USB等通用接口形式，连接在PC机或网关类设备中，充当一个无线Modem的角色，因此如何在这种通用接口上传送语音是一个亟待解决的问题。
发明内容
针对以上一个或多个问题，本发明提供了一种数据传输装置，可实现在GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HSUPA网络下，PC机或网关类设备支持CS域的基本通话业务和话音补充业务的功能。
本发明的数据传输装置包括：无线接入模块，用于实现呼叫控制，将语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至家庭网关模块，并生成相应信令信息发送至家庭网关模块，以及通过ExpressCard接口或USB接口接收到预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并对语音信息进行解帧；以及家庭网关模块，通过ExpressCard接口或USB接口连接至无线接入模块，用于将通过ExpressCard接口或USB接口接收到的预定义帧格式或单字节帧格式的语音数据转换成PCM格式的语音信息，并将PCM格式的语音信息与信令信息进行结合并与用户终端进行交互，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过ExpressCard接口或USB接口传输至无线接入模块。
无线接入模块包括：呼叫控制子模块，用于进行呼叫流程控制并转换生成对应的信令信息；以及第一成帧/解帧子模块，用于将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过ExpressCard接口或USB接口传送，以及将预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的语音信息。
家庭网关模块包括：用户线接口控制子模块，用于将信令信息转换成对应的用户线接口(Subscriber Line Interface Circuit，SLIC)控制命令，并传输至SLIC子模块；第二成帧/解帧子模块，用于将预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的语音信息并将语音信息传输至SLIC子模块，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至无线接入模块；以及SLIC子模块，用于将SLIC控制命令和PCM格式的语音信息进行合成，并与用户终端进行交互，以及将与用户终端交互的信息进行分解，分别传输至第二成帧/解帧模块和SLIC控制子模块。
其中，预定义帧格式为20ms的帧，包括8bit的标志字、8bit的控制字段、1280bit的数据字段、以及16bit的CRC校验字段。在有等时管道可用的情况下，采用预定义帧格式传输语音信息。
单字节帧格式包括1bit的起始位、8bit的数据位、1bit的奇偶校验位、以及1bit的停止位。在没有等时管道而有批管道或中断管道可用的情况下，采用单字节帧格式传输语音信息。
基于本发明提供的在通用的ExpressCard接口或USB接口上传送语音的流格式定义，可以实现在GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HSUPA网络下，PC机或网关类设备支持CS域的基本通话业务和话音补充业务的功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的数据传输装置的框图；以及
图2是根据本发明的实现CS域话音业务的流程图。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。
本发明在通用的ExpressCard接口或USB接口上传送语音的流格式定义，支持无线接入模块与PC机或网关类设备在通用的ExpressCard接口或USB接口上传送语音数据流以及控制流，可实现在GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HSUPA网络下，PC机或网关类设备支持CS域的基本通话业务和话音补充业务的功能。
无线接入模块从硬件角度看可以包括：射频子模块，用于收发射频信号，将接收到的射频信号发送给基带子模块，供其处理；以及基带子模块，用于对上行和/或下行射频信号进行如下处理：调制解调上/下行空口信号、信道编解码、加密/解密、音频编解码、视频编解码、模拟/数字转换、以及数字/模拟转换。此外还包括电源管理子模块，用于管理开机、检测动态电压、以及为***供电。无线接入模块对外提供标准的快速卡或USB接口，并遵从《Universal SerialBus Class Definitions for Communication Devices》规范，作为一个标准CDC(communication device class，通讯设备类)设备来实现。
当无线接入模块提供了标准的PCM音频接口时，话音可以通过PCM接口传送，但通常PC机和网关类设备不支持此接口，或需要扩展才能支持，因此需要定义在快速卡或USB接口上传送语音的方式。USB接口上理想的语音传送方式是等时传输(Isochronous)，等时传输以固定的传输速率，连续不断地在USB主控制器与USB设备之间传送数据，在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。《Universal Serial Bus Specification》协议1.1规定，当采用等时传输方式时，最大允许传输1023个字节，为此可以定义较大的流格式。语音的采样速率是8KHz，采用精度一般是16bit，经过A-Law或μ-Law压缩后是8bit，因此标准的PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)码流速率是64Kbps，即在每20ms内传送160个字节。
为此，预定义帧格式为20ms的帧，如下所示：
| 标志 01111110 | 控制 8bit | 数据 1280bit | CRC 16bit | 标志 01111110 |
该20ms帧包括：标志字01111110、控制字段8bit、数据字段1280bit、CRC校验16bit和标志字01111110，即类似于HDLC帧的结构。其中控制字段用于格式扩展，可以存放控制和标志等信息，如采用的语音压缩格式，或Session ID等，由于语音数据的实时性高于正确性，因此CRC校验字段可以不用。由于同步传输是面向bit的传输方式，因此不需要界定和区分传送的每个字节。
在有等时管道可用的情况下，采用预定义帧格式传输语音信息。当没有等时管道(Isochronous Pipe)可用时，只能采用其它传输方式。如当有批管道(Bulk Pipe)可用时，可以采用批传输(Bulk)方式，当有中断管道(Interrupt Pipe)可用时，可以采用中断传输(Interrupt)方式。由于采用批传输方式时，最大允许传输64个字节，采用中断传输方式在全速时，最大允许传输64个字节，而在低速时，最大仅允许传输8个字节，为此需要定义较小的流格式，单字节帧格式。
单字节帧格式如下所示：
| 起始 0 | 数据 8bit | 奇偶校验 1bit | 停止 1bit |
由于采用异步传输机制，需要界定和区分传送的每个字节，因此每个单字节帧由1bit起始位、8bit数据位、1bit奇偶校验位和1bit停止位构成，即类似于UART(universal asynchronism receivertransmitter，通用异步收发器)帧的结构，由于语音数据的实时性高于正确性，因此奇偶校验位可以不用。
语音的控制流通过AT(attention)命令接口实现，AT命令接口可以采用CDC规范中的数据类接口(Data Class Interface)，具体细节不在本文讨论之列。AT命令接口可以支持标准或扩展的AT命令集。
本发明结合了快速卡或USB接口的各种传输方式以及语音业务的特性，定义了相应的流格式，这里具体介绍了一种采用单字节帧的流格式在ExpressCard接口或USB接口上实现语音传送的方式。
图1是示出了根据本发明集成了无线接入模块的家庭网关的***框图。如图1所示，本发明的数据传输装置包括：
无线接入模块102，实现无线调制解调器(Modem)的功能，用于实现呼叫控制，将语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至家庭网关模块，并生成相应信令信息发送至家庭网关模块，以及通过ExpressCard接口或USB接口接收到预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并对语音信息进行解帧。
家庭网关模块104，通过ExpressCard接口或USB接口连接至无线接入模块，用于将通过ExpressCard接口或USB接口接收到的预定义帧格式或单字节帧格式的语音数据转换成PCM格式的语音信息，并将PCM格式的语音信息与信令信息进行结合并与用户终端进行交互，可以通过FXS接口和话机交互，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过ExpressCard接口或USB接口传输至无线接入模块。
无线接入模块102包括：呼叫控制子模块102-2，用于进行呼叫流程控制并转换生成对应的信令信息；以及第一成帧/解帧子模块102-4，用于将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过ExpressCard接口或USB接口传送，以及将预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的语音信息。
家庭网关模块104包括：SLIC控制子模块104-2，用于将信令信息转换成对应的SLIC控制命令，并传输至SLIC子模块；第二成帧/解帧子模块104-4，用于将预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的语音信息并将语音信息传输至SLIC子模块，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至无线接入模块；以及SLIC子模块104-6，用于将SLIC控制命令和PCM格式的语音信息进行合成，并与用户终端进行交互，以及将与用户终端交互的信息进行分解，分别传输至第二成帧/解帧模块和SLIC控制子模块。
图2是示出了根据本发明实现CS域话音业务的流程图。如图2所示，包括以下步骤：
S202，呼叫的建立：主叫通过话机拨号→SLIC的DTMF检测→SLIC控制子模块通过AT命令发起拨号→呼叫控制子模块通过空口和网络侧建立呼叫请求；被叫是网络侧通过空口寻呼无线接入模块→呼叫控制子模块上报AT命令RING→SLIC控制子模块传输双音多品(DTMF)信号和振铃信号给话机→话机来电显示并振铃；
S204-S206，语音流的传输：呼叫建立后，语音流的通道被打开，无线接入模块的成帧/解帧子模块，将空口的话音帧转换成单字节帧的流格式，并在ExpressCard接口或USB接口上传送；家庭网关模块的成帧/解帧子模块，将PCM的话音帧转换成单字节帧的流格式，并在ExpressCard接口或USB接口上传送，模拟语音流到PCM的话音帧的转换由SLIC中的CODEC实现；
S208，呼叫的释放：呼叫的释放可以由主叫挂断，也可以由被叫关断，呼叫释放后，语音流的通道也被关闭。
本发明的实施例是针对GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HSUPA网络来进行描述，但基于本发明的***与方法，完全可以应用到其它2G/3G网络、如CDMA2000、TD-CDMA等第三代移动通信网络中，而且也可以应用到有线通信网络中。
本发明可以实现以下优点：在ExpressCard接口或USB接口上传送语音流；将数据业务与语音业务集成为一体化，降低用户成本；PC机和网关类设备通过集成此无线接入模块，可实现在GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSDPA/HSUPA网络下，对CS域的基本通话业务和话音补充业务的支持。
因此，本发明充分利用了快速卡或USB接口多种传输方式的特点，结合语音业务的特性，定义了相应的流格式，实现了在快速卡或USB通用接口上以流格式传送语音的功能。本发明可同时满足用户的语音与宽带数据业务需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
无线接入模块，用于实现呼叫控制，将语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过ExpressCard接口或USB接口传输至家庭网关模块，并生成相应信令信息发送至所述家庭网关模块，以及通过所述ExpressCard接口或USB接口接收到预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并对所述语音信息进行解帧；以及
所述家庭网关模块，通过所述ExpressCard接口或USB接口连接至所述无线接入模块，用于将通过所述ExpressCard接口或USB接口接收到的预定义帧格式或单字节帧格式的语音数据转换成PCM格式的语音信息，并将所述PCM格式的语音信息与信令信息进行结合并与用户终端进行交互，以及将PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过所述ExpressCard接口或USB接口传输至所述无线接入模块。
2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，所述无线接入模块包括：
呼叫控制子模块，用于进行呼叫流程控制并转换生成对应的信令信息；以及
第一成帧/解帧子模块，用于将PCM格式的所述语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息并通过所述ExpressCard接口或USB接口传送，以及将预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的所述语音信息。
3.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于，所述家庭网关模块包括：
用户线接口控制子模块，用于将信令信息转换成对应的用户线接口控制命令，并传输至用户线接口子模块；
第二成帧/解帧子模块，用于将所述预定义帧格式或单字节帧格式的语音信息转换成PCM格式的语音信息并将所述语音信息传输至所述用户线接口子模块，以及将所述PCM格式的语音信息转换成预定义帧格式或单字节帧格式并通过所述ExpressCard接口或USB接口传输至所述无线接入模块；以及
所述用户线接口子模块，用于将所述用户线接口控制命令和所述PCM格式的语音信息进行合成，并与用户终端进行交互，以及将与用户终端交互的信息进行分解，分别传输至所述第二成帧/解帧模块和所述用户线接口控制子模块。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数据传输装置，其特征在于，所述预定义帧格式为20ms的帧，包括8bit的标志字、8bit的控制字段、1280bit的数据字段、以及16bit的CRC校验字段。
5.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，在有等时管道可用的情况下，采用所述预定义帧格式传输所述语音信息。
6.根据权利要求5所述的数据传输装置，其特征在于，所述单字节帧格式包括1bit的起始位、8bit的数据位、1bit的奇偶校验位、以及1bit的停止位。
7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，在没有等时管道而有批管道或中断管道可用的情况下，采用所述单字节帧格式传输所述语音信息。
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