CN101237603B - 一种实现gsm无线网和核心网间接口ip化的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例中公开了一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法。包括：A.移动交换中心MSC服务器接收移动台MS发送的携带有自身支持码型的呼叫请求，MSC服务器根据呼叫请求消息建立码型优先表，向媒体网关MGW无线侧发送添加端点消息；B.MSC服务器接收MGW无线侧返回的包含MGW为呼叫分配IP地址和端口号的响应消息，向BSC发送指配消息，BSC接收所述指配消息，相应的IP承载被建立及进行码型协商。本发明实施例中还公开了一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的***。应用本发明能够避免语音多次编码转换造成的质量下降及传输时延，并节约TC资源及传输资源。

Description

一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法及***

技术领域

本发明涉及GSM网路接口技术，特别涉及一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法及***。

背景技术

GSM***(GSM，Global System for Mobile Communication)又称全球移动通信***(全球通)，根据第三代协作项目(3GPP，Third GenerationPartnership Project)标准组织定义的GSM***，主要由移动交换子***(MSS，Mobile Switching Subsystem)、基站子***(BSS，Base StationSubsystem)和移动台(MS，Mobile Station)三大部分组成，图1为现有GSM网络***结构示意图，如图1所示，该***包括：MSS、BSS及MS，其中，MSS完成GSM的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库，管理GSM移动用户之间的通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间的通信，包括移动交换中心(MSC，Mobile Switching Center)服务器及媒体网关(MGW，Media GateWay)，BSS包括基站控制器(BSC，BaseStation Controller)及基站收发信机(BTS，Base Transceiver Station)，BSC面向无线网络，主要负责无线网络、无线资源管理及主被叫MS和主被叫侧BTS无线连接的建立、接续和释放管理，提供语音编码、码型变换和速率适配等功能。BTS，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。

BTS与BSC之间接口为Abis接口，采用时分复用(TDM，Time-DivisionMultiplexing)的编码和速率调整(TRAU，Transcoder and Rate Adaption Unit)协议帧来传输GSM语音和数据报文，每个TRAU通道，占有16K带宽，语音的编码格式有半速率(HR，Half Rate)、全速率(FR，Full Rate)及增强型全速率(EFR，Enhanced Full Rate)编码。BSS和MSC服务器之间的接口为A接口，BSC和MGW之间的A接口，采用TDM的G.711协议方式传输语音和数据，编码方式为G.711，每路呼叫占用64Kbps的带宽。

在MSS侧，MSC服务器和MGW采用3GPP R4的承载控制分离方式，所有的信令控制部分，由MSC服务器负责处理，所有的承载部分，由MGW负责处理，MGW与MGW之间采用Nb接口，编码方式一般为自适应多速率(AMR，Adaptive Multi-Rate)编码，利用网际协议(IP，Internet Protocol)传输方式来提高传输效率，节省带宽。MSC服务器与MGW之间采用Nc接口，MSC服务器与BSC之间采用A接口，通过传送基站***应用部分(BSSAP，Base Station Subsystem Application Part)信令，用于承载用户的连接请求，切断连接等消息，经BSC处理后送至BTS，BSSAP消息由规范GSM08.08定义。MSC服务器与MSC服务器之间采用Nc接口，通过承载独立呼叫协议(BICC，Bearer Independent Call Control protocol)解决呼叫控制和承载控制分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，是直接面向电话业务的应用提出的，能为在NGN中实施现有电路交换电话网络中的业务提供很好的透明性。

由上可见，在现有GSM网络***中，BSC侧需要完成无线侧语音的压缩编码(如HR/FR/EFR编码)到非压缩编码的G.711的转换，核心网侧的MGW需要完成非压缩编码G.711到AMR压缩编码的转换，而且，在MGW两侧，还需要进行承载方式的转换(MGW一侧为TDM承载，另一侧为IP承载)，为了实现上述变换，通常在GSM网络***的BSC***TRAU或码型变换器(TC，TranScodec)，在MGW***TC，进行语音编码和承载方式的相应转换，这样就降低了语音质量，并且浪费了大量昂贵的TC资源，造成设备成本高。同时，由于A接口采用G.711编码，每路呼叫需要占用64K的带宽，造成BSC到MGW长途传输资源的浪费。

为了节省BSC到MGW之间的TDM传输资源，目前提出的改进方法是，将BSC侧的TRAU转移到MGW侧，与MGW一起放置，如图2所示，图2为改进的主被叫一侧GSM网络结构示意图，在BSC和TRAU之间采用Ater接口，利用TRAU帧的方式传输语音和数据。在TRAU和MGW之间，保持原有的接口和承载方式，由于Ater接口的每路呼叫，仅占用16K带宽，可以将4路呼叫复用到一个TDM的时隙中，从而可以节省BSC和MGW之间宝贵的长途传输资源。

上述改进方法虽然解决了BSC和MGW之间的长途传输资源浪费问题，但还是需要在TRAU和MGW上都***TC进行语音编码格式及承载方式的转换，同样存在由于多次编码转换引起的语音质量下降及TC资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法，提高语音质量。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的***，改善语音质量。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法，该方法包括以下步骤：

A.移动交换中心MSC服务器接收移动台MS发送的携带有自身支持码型的呼叫请求消息，所述MSC服务器根据所述呼叫请求消息建立码型优先表，向媒体网关MGW无线侧发送添加端点消息；

B.所述MSC服务器接收所述MGW无线侧返回的包含MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息，向BSC发送指配消息，所述指配消息携带所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号及所述服务器码型优先表，所述BSC接收所述指配消息，相应的IP承载被建立及进行码型协商；

其中，步骤B之后进一步包括：所述BSC修改码型，

当确定码型变换器TC设置在BSC侧，所述BSC对选取的码型进行修改，并上报给所述MSC服务器，由所述MSC服务器发起码型重新协商；或，TC设置在MGW侧，所述BSC修改或切换码型时，发起更改码型请求，所述MSC服务器将MGW相应端点的码型修改完毕后，向所述BSC发送更改响应码型信息，所述BSC接收更改码型信息，修改码型。

一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的***，包括BSC、MSC服务器及MGW，所述MSC服务器进一步用于实现与所述BSC和MGW间接口IP化，其中，

所述MSC服务器，用于信令控制，接收携带有MS自身支持码型的呼叫请求消息，建立码型优先表，向MGW无线侧发送添加端点消息，接收所述MGW无线侧返回的包含MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息，向所述BSC发送指配消息，其中所述指配消息携带所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号及所述码型优先表；

所述MGW，接收所述MSC服务器发送的所述添加端点消息，向所述MSC服务器返回包含所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息；

所述BSC，向所述MSC服务器透明传输所述呼叫请求消息，接收所述MSC服务器发送的所述指配消息，根据接收的指配消息，建立与所述MGW相应的IP承载及码型协商；

其中，当码型变换器TC设置在BSC侧，所述BSC对选取的码型进行修改，并上报给所述MSC服务器，由所述MSC服务器发起码型重新协商；或，TC设置在MGW侧，所述BSC修改或切换码型时，发起更改码型请求，所述MSC服务器将MGW相应端点的码型修改完毕后，向所述BSC发送更改响应码型信息，所述BSC接收更改码型信息，修改码型。

由上述技术方案可见，本发明实施例的实现GSM无线网和核心网间接口IP化方法及***，通过在BSC与MGW间A接口采用IP承载，在A接口直接传输HR/FR/EFR压缩语音编码，可以有效减少TC资源的浪费，实现主被叫侧BSC之间话路的全途径免编解码器操作(TrFO，Transcoder-FreeOperation)或半途径TrFO。进一步通过在Ater接口，和/或，Abis接口采用IP承载，直接传输HR/FR/EFR压缩语音编码，减少TC资源的浪费，实现网络全途径或半途径的TrFO。同时，可以有效地较少长途传输资源的浪费。

附图说明

图1为现有GSM网络***结构示意图。

图2为改进的主被叫一侧GSM网络结构示意图。

图3为本发明实施例GSM无线网和核心网间接口IP化的***结构示意图。

图4为本发明实施例一中实现GSM无线网和核心网间A接口IP化的***结构示意图。

图5为本发明实施例图4所示***A接口信令面和承载面的协议栈层次结构示意图。

图6为本发明实施例二中实现GSM无线网和核心网间A接口IP化的***结构示意图。

图7为本发明实施例三中实现GSM无线网和核心网间Ater接口IP化的***结构示意图。

图8为本发明实施例四中实现GSM无线网和核心网间IP化的***结构示意图。

图9为本发明实施例五中实现GSM无线网和核心网间IP化的***结构示意图。

图10为本发明实施例TC设置在BSC侧的信令处理流程示意图。

图11为本发明实施例TC设置在MGW侧的信令处理流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例通过实现BSC和MGW之间的A接口IP化，直接传输无线侧的HR/FR/EFR等压缩语音编码，可以有效减少TC资源的浪费，实现话路全途径或半途径的TrFO。

为了实现上述思想，本发明提出了一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的***。GSM无线网和核心网间接口IP化包括建立IP承载及实现码型协商：媒体业务采用IP传输、信令采用IP传输、同时解决由此引入的编码TC带来的语音质量下降的问题。图3为本发明实施例GSM无线网和核心网间接口IP化的***结构示意图。参见图3，该***包含：MS、BTS、BSC、MSC服务器及MGW。

其中，MS，用于向BSC发送携带有自身支持码型的呼叫请求消息，接收MSC服务器返回的呼叫正在处理消息；

BTS，用于透明传输MS发送的呼叫请求消息及MSC服务器发送的呼叫正在处理消息；

BSC，用于与MGW建立IP承载及实现码型转换，接收MS发送的呼叫请求消息，向MSC服务器透明传输，接收MSC服务器发送的呼叫正在处理消息，进行转发；接收MSC服务器发送的指配消息，如果确定BSC与MGW间接口为A接口，获取MGW无线侧IP地址及端口号，为该呼叫分配自身的IP地址及端口号，建立IP承载；

如果确定BSC与MGW间接口为Ater接口，利用承载面的带内信令方式(BSC和MGW之间的带内信令可以事先建立)，通过TRAU信令协商建立BSC与MGW间Ater接口通道，建立IP承载；或，将BSC与MGW间Ater接口模拟为A接口，BSC接收指配消息，获取MGW无线侧IP地址及端口号，为该呼叫分配自身Ater接口侧的IP地址及端口号，建立IP承载；

接收MSC服务器发送的指配消息，根据码型优先表信息或自身策略，选取码型，并通过指配响应消息将BSC选取的码型反馈给MSC服务器；如果选取的码型和码型优先表中优先级最高的码型一致，实现了本段TrFO，完成媒体流的透传；否则，接收MSC服务器修改码型消息，完成BSC选取的码型和MSC服务器要求的码型之间的码型转换。

MSC服务器，采用3GPP R4的承载控制分离方式，用于处理信令控制部分，通过扩展BSSAP信令传递IP承载相关的信息如IP地址和端口号，接收MS发送的呼叫请求消息，提取其中的码型，与自身支持的码型取交集，建立码型优先表，向MS发送呼叫正在处理消息；向MGW无线侧发送添加端点消息，接收MGW返回的响应消息；向其他MSC服务器发送或接收携带***型优先表信息的消息，完成码型协商实现TrFO；向BSC发送指配消息，接收BSC发送的包含选取码型的指配响应消息，向MGW发送；若在BSC完成码型转换功能，必要时能向BSC或MGW下发修改码型消息。

MGW，用于与BSC建立IP承载及实现码型转换，接收MSC服务器发送的添加端点消息，将包含为呼叫分配的IP地址及端口号的响应消息向MSC服务器发送，接收MSC服务器发送的承载及更改码型消息，获取BSC为呼叫分配的IP地址及端口号，建立IP承载；并根据消息指示修改相应端点的码型。

图3所示***中，MGW可以是同一MGW，也可以不是同一MGW；当MGW不是同一MGW时，另一侧的BSC与MGW之间A接口建立IP承载连接与图3所示***相类似，在此不再赘述。

而且，MSC服务器可以是同一MSC服务器，也可以不是同一MSC服务器；当MSC服务器不是同一MSC服务器时，MSC服务器与MSC服务器之间采用Nc接口，MGW与MGW之间采用Nb接口，由主叫侧MSC服务器向被叫侧MSC服务器发送初始化(IAM)信息，被叫侧MSC服务器返回IP承载相关信息，建立主叫侧MGW的Nb接口侧与被叫侧MGW的Nb接口侧间的IP承载，具体可以参考BICC和IP承载控制协议(IPBCP，IP BearerControl Protocol)。建立主被叫两侧MGW无线侧与BSC间的IP承载连接，与建立主叫或被叫一侧MGW无线侧与BSC间的IP承载连接相类似，要进行码型协商实现TrFO的建立和IP承载的建立。所不同的是两侧都为IP承载，要进行全话路途径的TrFO协商。而仅仅一侧为IP承载，只能建立话路的半途径的TrFO。

图3中，指配响应消息应该包括：BSC选取的码型、BSC为呼叫分配的IP地址、端口号等信息。

基于图3所示***，下面举七个实施例，对于在实现GSM网络接口IP承载的过程中使用本发明的具体实施方式进行详细说明。在本发明七个实施例的***结构示意图中，虚线所示为信令信息，实线所示为承载信息。

实施例一：

图4为本发明实施例一中实现GSM无线网和核心网间A接口IP化的***结构示意图。本实施例以主叫侧包含的BTS、BSC、MSC服务器及MGW为例，当码型转换TC设置在BSC侧，A接口实现IP承载进行说明。对于被叫侧A接口实现IP化，与主叫侧相类似，在此不再赘述。参见图4，其中，BTS与BSC之间的接口为Abis接口，BSC与MGW之间的接口为A接口，MGW与MSC服务器的接口为Mc接口。

A接口控制面采用标准规定的信令传输(Sigtran，Signal Transport)协议承载，本实施例中，为了实现A接口IP承载的功能，需要扩展A接口控制面话音IP方式承载资源的管理功能，并扩展必要的BSSAP信息，例如，经扩展后的BSSAP消息具有传输IP地址和端口号等IP承载相关信息的能力。

MS发起呼叫，携带支持的码型信息，经BTS透明传输，BSC接收呼叫请求消息，通过BSSAP信令，发送到MSC服务器，MSC服务器获取主叫支持的码型，与自身支持的码型取交集，形成码型优先表，通过Mc接口向MGW无线侧发送添加端点消息，MGW接收添加端点消息，为呼叫分配IP地址和端口号，通过Mc接口向MSC服务器返回MGW为呼叫分配的IP地址及端口号的响应消息，MSC服务器接收MGW的响应消息，MSC服务器通过BSSAP信令向BSC发送携带MGW为此呼叫分配的IP地址、端口号及MSC服务器码型优先表的指配消息，BSC接收指配消息，为呼叫分配本方的IP地址和端口号，并发起IP承载建立，同时BSC根据码型优先表信息或自身策略进行码型的选取，向MSC服务器返回包含BSC选取码型、BSC为呼叫分配的IP地址和端口号的指配响应消息。MSC服务器接收指配响应消息，从中获取BSC为呼叫分配的IP地址和端口号，向MGW无线侧端点发送，MGW无线侧端点获取BSC为呼叫分配的IP地址和端口号，就可以建立和BSC之间的IP承载；同时MSC服务器接收指配响应消息，从中获取BSC选取码型，将主叫侧BSC的选取码型放到码型优先表第一位置向后传递给被叫侧MSC服务器，在向后传递过程中，指示或修改途径中MGW相关端点的码型为最优码型，被叫侧MSC服务器将获取的码型优先表下发给被叫侧BSC，如果被叫侧BSC支持主叫侧BSC的选取码型，并选取了最优码型，则实现话路全途径的TrFO；否则，被叫侧BSC通过指配响应消息将选取的码型反馈给被叫侧MSC服务器，被叫侧MSC服务器再向被叫侧BSC或被叫侧MGW无线侧端点下发修改码型，或通过主叫侧MSC服务器向主叫侧BSC或主叫侧MGW的Nb侧端点下发码型更改命令，所述被叫侧BSC或被叫侧MGW无线侧端点或主叫侧BSC或主叫侧MGW的Nb侧端点接收码型更改命令后，完成主叫选取码型和被叫选取码型之间的转换。

如果当被叫侧MGW和被叫侧BSC之间为TDM承载，如果被叫侧BSC支持主叫侧BSC的选取码型，并选取了最优码型，则被叫侧MSC服务器向被叫侧MGW下发修改码型消息，在被叫侧MGW上完成IP到TDM的承载格式转换，可在被叫侧实现TrFO；否则，如果被叫侧BSC不支持主叫侧BSC选取的码型，被叫侧MSC服务器向被叫侧MGW下发修改码型消息，在被叫侧MGW上同时完成码型转换及IP到TDM的承载格式转换。如果主叫侧MGW和主叫侧BSC之间的承载为TDM，与此类似，在主叫侧MGW上同时完成码型转换及IP到TDM的承载格式转换，但是MSC服务器之间的码型协商过程有所不同，主叫侧MSC服务器在给被叫侧MSC服务器的消息中指明需要返回被叫侧BSC选取的码型，因此被叫侧MSC服务器将被叫侧BSC选取的码型传递给主叫侧MSC服务器，同时修改途径中MGW相关端点的码型为被叫被叫BSC选取的码型，再由主叫侧MSC服务器将被叫侧BSC选取的码型下发给主叫侧MGW的Nb接口端点上。这样就保证了所有的IP承载部分码型一致，只有TDM到IP转换点***TC。

图5为本发明实施例图4所示***A接口信令面和承载面的协议栈层次结构示意图，参见图5，A接口信令面协议栈最底层是媒体接入控制(MAC，Media Access Control)层，如果物理层不是百兆或千兆以太网，而是POS(Packet Over SONET/SDH/GE，Gigabit Ethernet)或IP OVER E1，则最底层为点到点协议(PPP，Point-to-Point Protocol)层，依次向上，第二层IP层，第三层流控制传输协议(SCTP，Stream Control TransmissionProtocol)层，第四层M3用户适配(M3UA，M3User application)层，第五层客户端控制协议(SCCP，Skinny Client Control Protocol)层，最上层是BSSAP层，信令在各层之间依次传输，本实施例中，需要对BSSAP层BSSAP协议及话音IP方式承载资源的管理功能进行相应的扩展。

若IP接口是百兆或千兆以太网，A接口承载面协议栈最底层是MAC层，如果是POS接口或IP OVER E1接口，则最低层为PPP层，依次向上，第二层IP层，第三层用户数据报协议(UDP，User Data Protocol)层，第四层实时传输协议(RTP，Real-time Transmission Protocol)层，承载信息在各层之间依次传输。

实际应用中，还可以通过将BTS和BSC之间的Abis接口原TDM承载采用IP承载，可以进一步降低网络承载方式转换所造成的时延及提高传输资源利用率。

而且，实施例中MSC服务器可以是同一MSC服务器，也可以是不同的MSC服务器，当MSC服务器不是同一MSC服务器时，当一侧MSC服务器获取相应BSC选取的码型后，和另一侧MSC服务器进行编码协商，若两侧无法取得一致的码型，只在一侧的BSC上***TC进行编码转换。

由上述实施例可见，本发明通过MSC服务器在BSC与MGW之间的A接口建立IP承载，有效地减少了语音编码格式的转换，甚至不需要进行语音编码格式的转换，减少了语音传输时延，提高了语音传输的质量，节省TC资源，同时，由于采用了IP承载方式，节省了BSC和MGW之间宝贵的长途传输资源。例如，在原有GSM网络***中，主被叫侧BSC之间需要多达4个的TC进行不同码型的变换以及承载方式的转换，在A接口建立IP承载后，主被叫侧BSC之间无需或只需1个TC进行码型的转换并无需承载方式的转换，如果进一步地将Abis接口也采用IP承载方式，则主被叫MS之间的整个呼叫途径不需要进行承载方式的转换。

在上述实施例一中，TC设置在BSC侧，在实际应用中，TC也可以设置在MGW侧，A接口实现IP承载。对于TC设置在MGW侧，TRAU帧可以终结在BSC侧，也可以终结在MGW侧，下面分别通过实施例二和实施例三对其具体实施方式进行说明。

实施例二：

图6为本发明实施例二中实现GSM无线网和核心网间A接口IP化的***结构示意图。本实施例以主叫侧包含的BTS、BSC、MSC服务器及MGW为例，并且主被叫侧MSC服务器及MGW可以为同一MSC服务器及MGW，TC设置在MGW侧，TRAU帧终结在BSC侧，即BSC与MGW间为A接口，A接口实现IP承载。

A接口控制面采用标准规定的Sigtran协议承载，需要扩展IP语音承载方式的资源管理功能，对BSSAP信息进行扩展，使扩展后的BSSAP信息具有传输IP地址和端口号等IP承载相关信息的能力；A接口业务面采用IP承载。

图6所示***A接口建立IP承载连接与图4相类似，不同的是需要码型转换都在MGW上完成，而不在BSC上进行；当BSC选取的码型后，BSC通过BSSAP信令向MSC服务器的指配响应消息中携带BSC选取的码型信息，MSC服务器负责进行码型协商；如果被叫侧BSC支持主叫侧BSC的选取码型，并选取了最优码型，则实现话路的TrFO；否则，被叫侧MSC服务器收到被叫侧BSC的指配响应消息，被叫侧MSC服务器再通过Mc接口的码型更改命令将被叫侧BSC选取的码型下发给被叫侧MGW无线侧端点；或者被叫侧MSC服务器将被叫侧BSC选取的码型，向前传递到主叫侧MSC服务器，通过主叫侧MSC服务器通过码型更改命令将被叫侧BSC的选取码型下发给主叫侧MGW的Nb侧端点，MGW接收命令后比较本呼叫两侧端点的码型是否一致，若不一致，***TC。A/Ater接口信令面和承载面的协议栈层次结构也与图5相同。

若主被叫的A接口只有一侧为IP，而另一侧为TDM时，码型转换始终在A接口为TDM的MGW上。具体实现与实施例一类似。

同样地，也可以通过将BTS和BSC之间的Abis接口原TDM承载采用IP承载，进一步降低网络承载方式转换所造成的时延及提高传输资源利用率。

实施例三：

图7为本发明实施例三中实现GSM无线网和核心网间Ater接口IP化的***结构示意图。与图6不同的是，图7所示***传输的TRAU帧终结在MGW侧，即BSC与MGW间接口相当于原有GSM***中的Ater接口。

由于TRAU帧终结在MGW侧，BSC与MGW之间的接口为Ater接口。而原有GSM***中的A接口收缩到MGW内部了，对A接口信令采用Sigtran承载，Ater接口信令采用IP承载方式。BSC和MSC服务器之间的信令，可以通过IP直接互通，也可以通过MGW进行IP转发；MSC服务器控制Ater接口IP承载面的电路建立，有两种方法：

1).MSC服务器不控制Ater接口IP承载面的电路建立：采用承载面的带内信令方式，由MGW和BSC通过TRAU信令协商建立Ater接口通道。MGW通过解析Ater接口的TRAU帧，获取BSC的语音码型并判断两侧的码型是否一致，如果不一致，***TC进行语音编码的转换。

2).MSC服务器控制Ater接口IP承载面的电路建立：扩展IP语音承载方式的资源管理功能及BSSAP协议IP承载相关信息，将Ater接口模拟成原有***中的A接口。Ater接口IP承载面的电路建立与图4相类似，不同的是，MGW和BSC建立IP承载后，MSC服务器获取BSC的选取码型后，下发给MGW对应BSC侧的端点，这样就保证了BSC侧的码型与MGW对应BSC侧端点的码型相一致。MGW再比较两侧的码型是否一致，若一致，实现话路的TrFO，否则，***TC进行编码转换。

相对于图5，图7所示***的A/Ater接口承载面协议栈增加了第五层TRAU层。

由上述实施例可见，由于BSC上不需要进行TRAU帧处理，也不需要进行语音编码的转换，只是进行TRAU帧的透明传输。

在上述实施例一、二、三中，传输的TRAU帧由BSC或MGW来终结，更进一步地，也可以在全网取消TRAU帧，即直接在BTS直接输出基于IP承载的语音帧。

下面分别通过实施例四和实施例五对其具体实施方式进行说明。

实施例四：

图8为本发明实施例四中实现GSM无线网和核心网间IP化的***结构示意图。如图8所示，BSC与MGW之间IP承载连接建立的方式与图4相类似，需要对BSSAP协议进行必要的扩展，用于传输IP地址和端口号等与IP承载相关的信息，如果主叫侧BSC靠MGW一侧与被叫侧BSC靠被叫一侧的码型不一致，在MGW侧***TC进行编码转换，IP承载连接建立后，BTS输出基于IP的语音帧，例如，IP/UDP/RTP/VOICE报文，BSC接收语音帧，向MGW转发。

上述实施例中，由于不需要进行承载方式的转换，降低了传输的时延，提高了语音传输的质量。

而且，上述实施例的BSC在IP承载连接建立后，也可以不参与语音帧的转发，BTS与MGW之间直接进行语音帧的交互，进一步降低语音帧在BSC上转发造成的时延，节约BSC的处理能力。

实施例五：

图9为本发明实施例五中实现GSM无线网和核心网间IP化的***结构示意图。BSC通过公共信道D进行信令传输控制(LAPD，Link AccessProcedure on the D channel)及BSSAP分别与BTS和MSC服务器进行信令的交互，不参与承载面语音帧的转发，本实施例中，为了建立BTS与MGW的承载连接，需要对BSSAP协议和LAPD协议进行IP承载相关信息的扩展。承载连接的建立与图4相类似，不同的是，BSC接收指配消息获取IP承载信息后通过LAPD信令向BTS发送，BTS获取MGW无线侧为呼叫分配的IP地址和端口号，为呼叫分配本方BTS的IP地址和端口号，BTS为呼叫分配的IP承载信息(IP地址和端口号)上报给BSC，BSC再通过指配响应消息携带BTS分配的IP地址和端口号发送给MSC服务器，MSC服务器再指示给MGW。BTS和MGW双方知道对端的IP地址和端口号，就可进行承载建立。BTS采用的码型完全受BSC的控制，即BSC在指配响应消息中的携带的选取码型。MSC服务器将无线侧选取的BTS码型下发给MGW，保证MGW靠近无线侧的端点码型始终保持和BTS采用码型一致。MSC服务器进行话路全途径的码型协商，若协商一致，便实现了TrFO。若不一致选取主叫侧MGW或被叫侧MGW***TC进行码型转换。

实际应用中，MS还可能会在不同BTS之间进行切换，BSC向MSC服务器发送通知，将新的BTS的IP地址和端口号信息通知MSC服务器，MSC服务器接收通知信息，下发对MGW的承载进行修改的通知并完成承载的切换。

下面再举实施例六和实施例七，对本发明信令控制流程进行说明。

实施例六：

图10为本发明实施例TC设置在BSC侧的信令处理流程示意图。本实施例中，TC设置在BSC处，由BSC完成语音编码转换，在主叫方建立IP承载连接，参见图10，该流程包含：

步骤101，MS发起呼叫，经BTS及BSC转发至MSC服务器；

步骤102，MSC服务器向MS返回正在处理呼叫请求消息；

步骤103，MSC服务器向MGW发送添加端点消息；

步骤101～103中，MSC服务器接收的呼叫请求消息中携带有MS自身支持的码型，与MSC服务器支持的码型取交集，形成码型优先表，通过Mc接口在MGW无线侧上添加端点；

步骤104，MGW无线侧接收添加端点消息，返回响应消息；

本步骤中，MGW无线侧接收添加端点消息，为该呼叫分配IP地址和端口号，响应消息包括MGW为此呼叫分配的IP地址及端口号；

步骤105，MSC服务器接收响应消息，向BSC发送指配消息，携带MGW为此呼叫分配的IP地址、端口号及MSC服务器码型优先表；

步骤106，BSC接收指配消息，返回携带分配的IP承载信息和选取码型的指配响应消息；

本步骤中，BSC接收响应消息，从中获取MGW为呼叫分配的IP地址和端口号，并为呼叫分配本方的IP地址和端口号，同时发起IP承载建立，BSC选取自身使用的码型，可以是根据MSC服务器提供的码型优先表中优先顺序选取码型，也可以根据自身策略选取码型，BSC向MSC服务器返回包含BSC的选取码型与BSC为呼叫分配的IP地址和端口号的指配响应消息。由MSC服务器发起全话路呼叫的码型协商，其步骤：

BSC选取码型，将码型信息向MSC服务器发送，MSC服务器将BSC的选取码型后向传递，将主叫侧BSC的选取码型放到码型优先表第一位置下发给被叫侧BSC；如果被叫侧BSC支持并选取了主叫侧BSC的选取码型，则实现全话路途径的TrFO，否则，被叫侧BSC的选取码型与MSC服务器码型优先表中优先顺序不一致，则需要在被叫侧BSC上完成码型转换。例如，主叫指配FR/EFR，主叫侧BSC选择FR，主叫侧MSC服务器将FR后向传递，被叫MS支持HR/FR/EFR，被叫侧MSC服务器向被叫侧BSC下发FR/HR/EFR，若被叫侧BSC选择FR，则主叫侧BSC的选取码型与主叫侧MSC服务器推荐优选的码型一致，不用***TC进行码型转换，可以实现全话路途径TrFO；若被叫侧BSC选择了HR，通过指配响应消息反馈给被叫侧MSC服务器，被叫侧MSC服务器通过分析判断发现在本段无法实现TrFO，则向被叫侧BSC下发修改码型消息，让被叫侧BSC完成FR和HR之间的码型转换。

实际应用中，在IP承载连接建立后，如果出于无线网络容量等原因，BSC需要对选取的码型进行修改，则BSC自行修改选取的码型，并上报给MSC服务器，由MSC服务器发现码型重新协商。过程和呼叫建立的码型协商类似，不同是可能会出现被叫侧MSC服务器向主叫侧MSC服务器传递优选码型的情况。一侧的BSC码型变化后，可能导致全话路的TrFO被打破；但是通过重新协商也有可能使原非TrFO的呼叫，协商为TrFO呼叫。

实施例七：

图11为本发明实施例TC设置在MGW侧的信令处理流程示意图，参见图11，该流程包含：

步骤111，MS发起呼叫，经BTS及BSC转发至MSC服务器；

步骤112，MSC服务器向MS返回正在处理呼叫请求消息；

步骤113，MSC服务器向MGW无线侧发送添加端点消息；

步骤111～113中，MSC服务器接收的呼叫请求消息中携带有MS自身支持的码型，与MSC服务器支持的码型取交集，形成码型优先表，通过Mc接口在MGW无线侧上添加端点

步骤114，MGW无线侧接收添加端点消息，返回响应消息；

本步骤中，本步骤中，MGW无线侧接收添加端点消息，为该呼叫分配IP地址和端口号，响应消息包括MGW为此呼叫分配的IP地址及端口号。

步骤115，MSC服务器接收响应消息，向BSC发送指配消息，携带MGW为此呼叫分配的IP地址、端口号及MSC服务器码型优先表；

步骤116，BSC接收指配消息，返回指配响应消息；

本步骤中，BSC接收指配消息，从中获取MGW为呼叫分配的IP地址和端口号，为呼叫分配本方的IP地址和端口号，建立IP承载，BSC选取自身使用的码型，可以是根据MSC服务器提供的码型优先表中优先顺序选取码型，也可以根据自身策略选取码型，向MSC服务器发送包括BSC的选取码型及BSC为此呼叫分配的IP地址、端口号的指配响应消息。

步骤117，MSC服务器接收指配响应消息，将其包含的IP承载信息和更改码型消息向MGW无线侧发送；

步骤118，MGW无线侧端点接收IP承载信息和更改码型消息，进行相应的处理，并返回响应消息。

本步骤中，MGW获得BSC指定的无线侧的IP承载信息，MGW就可以向无线侧的BSC/BTS发起承载建立。MGW无线侧端点接收更改码型消息，根据其中指示的码型修改此端点的码型，向MSC服务器返回响应消息。

被叫信令处理流程与主叫相类似，通过码型更改消息保证了BSC靠无线网一侧端点的码型与MGW靠BSC一侧端点的码型是一致的，MGW只需比较Nb接口和A/Ater接口的码型是否一致，如果码型不一致，***码型转换TC；否则不***码型转换TC，实现了话路的全途径或半途径的TrFO。

IP承载连接建立后，BSC根据需要，修改或切换码型时，发起更改码型请求，MSC服务器将所有MGW相应的端点的码型全部修改完毕后，向BSC发送更改响应码型信息，BSC接收更改码型消息，修改码型。

本发明通过在BSS和MSS之间采用IP传输，利用IP的分组复用特性可以到达节省传输的目的，实际应用中，也可以采用实时压缩协议(CRTP，Compressed Real-Time Protocol)、实时协议复用(RTP Multiplex)、点对点协议复用(PPPMUX，Point to Point Protocol Multiplex)、IP头复用等相关技术进一步提高传输效率。以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (16)

1.一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的方法，其特征在于，该方法包括：

A.移动交换中心MSC服务器接收移动台MS发送的携带有自身支持码型的呼叫请求消息，所述MSC服务器根据所述呼叫请求消息建立码型优先表，向媒体网关MGW无线侧发送添加端点消息；

B.所述MSC服务器接收所述MGW无线侧返回的包含MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息，向BSC发送指配消息，所述指配消息携带所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号及所述服务器码型优先表，所述BSC接收所述指配消息，相应的IP承载被建立及进行码型协商；

其中，步骤B之后进一步包括：所述BSC修改码型，

当确定码型变换器TC设置在BSC侧，所述BSC对选取的码型进行修改，并上报给所述MSC服务器，由所述MSC服务器发起码型重新协商；或，TC设置在MGW侧，所述BSC修改或切换码型时，发起更改码型请求，所述MSC服务器将MGW相应端点的码型修改完毕后，向所述BSC发送更改响应码型信息，所述BSC接收更改码型信息，修改码型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述移动交换中心MSC服务器接收移动台MS发送的携带有自身支持码型的呼叫请求消息包括：所述MS发起携带有自身支持码型的呼叫请求消息，经基站收发信机BTS及所述BSC透明传输，向所述MSC服务器发送。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述MSC服务器根据呼叫请求消息建立码型优先表包括：所述MSC服务器接收所述呼叫请求消息，将自身支持的码型与接收到的所述MS支持的码型取交集，建立所述码型优先表。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述MSC服务器接收MGW返回的包含MGW无线侧为呼叫分配IP地址和端口号的响应消息包括：所述MGW无线侧接收所述添加端点消息，为呼叫分配IP地址和端口号，向所述MSC服务器返回携带MGW无线侧为呼叫分配IP地址和端口号的响应消息；所述向BSC发送的指配消息包含所述MGW无线侧为呼叫分配的IP地址和端口号及所述码型优先表信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述BSC接收指配消息，相应的IP承载被建立包括：

所述BSC接收所述指配消息，如果确定所述BSC与所述MGW间接口为A接口，获取所述MGW为呼叫分配的IP地址及端口号，为该呼叫分配IP地址及端口号，发起IP承载建立，向所述MSC服务器发送包含该BSC为该呼叫分配的IP地址及端口号的指配响应消息，所述MSC服务器将接收到的所述指配响应消息发送至所述MGW无线侧端点，所述MGW无线侧端点获取所述BSC为该呼叫分配的IP地址及端口号，建立和所述BSC之间的所述IP承载；或者

所述BSC接收所述指配消息，如果确定所述BSC与所述MGW间接口包含Ater接口，利用承载面的带内信令方式，通过TRAU信令协商建立所述BSC与所述MGW间Ater接口通道，建立所述IP承载；或，将所述BSC与所述MGW间Ater接口模拟为A接口，所述BSC接收所述指配消息，获取所述MGW为呼叫分配的IP地址及端口号，为该呼叫分配自身Ater接口侧的IP地址及端口号，发起IP承载建立，将包含该BSC为该呼叫分配的IP地址及端口号的指配响应消息向所述MSC服务器发送，所述MSC服务器将所述指配响应消息发送至所述MGW无线侧，所述MGW无线侧获取所述BSC为该呼叫分配的IP地址及端口号，建立所述IP承载。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当MGW和BSC之间的接口不包含Ater接口时，步骤B所述BSC接收指配消息，进行码型协商包括：BSC接收所述指配消息后，根据码型优先表中优先顺序码型选取码型，或根据BSC自身策略选取码型，通过指配响应消息将BSC选取的码型返回给MSC服务器，MSC服务器接收指配响应消息，进行码型协商，如果协商一致，码型协商成功，否则，根据码型协商结果转换相应码型。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当MGW和BSC之间的接口包含Ater接口时，步骤B所述BSC接收指配消息，进行码型协商包括：

BSC接收指配消息，选取码型，采用承载面的带内信令方式，MGW通过解析Ater接口的TRAU帧，获取BSC的语音码型并判断两侧的码型是否一致，如果不一致，***TC进行语音编码的转换；或，

将BSC与MGW间Ater接口模拟为A接口，BSC接收指配消息，选取码型，向MSC服务器返回包含BSC的选取码型的指配响应信息，MSC服务器获取BSC的选取码型后，下发给MGW对应BSC侧的端点，MGW再比较MGW两侧端点的码型是否一致，若一致，实现话路的TrFO，否则，***TC进行编码转换。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当主叫侧MGW和主叫侧BSC之间及被叫侧MGW和被叫侧BSC之间为IP承载，所述进行码型协商，如果协商一致，码型协商成功，否则，根据码型协商结果转换相应码型的步骤包括：

如果确定MGW和BSC之间的接口为A接口，MSC服务器接收指配响应消息从中获取BSC的选取码型，并将主叫侧BSC的选取码型放到码型优先表第一位置向后传递给被叫侧MSC服务器，被叫侧MSC服务器将获取的码型优先表下发给被叫侧BSC；

如果被叫侧BSC支持主叫侧BSC的选取码型，并选取了最优码型，码型协商成功；否则，被叫侧BSC通过指配响应消息将选取的码型反馈给被叫侧MSC服务器，被叫侧MSC服务器向被叫侧BSC或被叫侧MGW无线侧端点下发修改码型，或通过主叫侧MSC服务器向主叫侧BSC或主叫侧MGW的Nb侧端点下发码型更改命令，所述被叫侧BSC或被叫侧MGW无线侧端点或主叫侧BSC或主叫侧MGW的Nb侧端点接收码型更改命令后，完成主叫侧BSC的选取码型和被叫侧BSC的选取码型之间的转换。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当被叫侧MGW和被叫侧BSC之间为时分复用TDM承载，所述进行码型协商，如果协商一致，码型协商成功，否则，根据码型协商结果转换相应码型的步骤包括：

MSC服务器接收指配响应消息，从中获取BSC的选取码型，将主叫侧BSC的选取码型放到码型优先表第一位置向后传递给被叫侧MSC服务器，被叫侧MSC服务器将获取的码型优先表下发给被叫侧BSC；

如果被叫侧BSC支持主叫侧BSC的选取码型，并选取了最优码型，码型协商成功，被叫侧MSC服务器向被叫侧MGW下发修改码型消息，在被叫侧MGW上完成IP到TDM的承载格式转换，可在被叫侧实现TrFO；否则，被叫侧MSC服务器向被叫侧MGW下发修改码型消息，在被叫侧MGW上同时完成码型转换及IP到TDM的承载格式转换。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当主叫侧MGW和主叫侧BSC之间为时分复用TDM承载，所述进行码型协商，如果协商一致，码型协商成功，否则，根据码型协商结果转换相应码型的步骤包括：

MSC服务器接收指配响应消息，从中获取BSC的选取码型，将主叫侧BSC的选取码型放到码型优先表第一位置向后传递给被叫侧MSC服务器，同时携带返回被叫侧BSC的选取码型信息，被叫侧MSC服务器将被叫侧BSC的选取码型传递给主叫侧MSC服务器，主叫侧MSC服务器将被叫侧BSC的选取码型下发给主叫侧MGW的Nb接口端点上，使IP承载部分码型一致，在主叫侧MGW上完成码型转换及IP到TDM的承载格式转换。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B之后进一步包括：BSC修改码型；

当确定TC设置在BSC侧，BSC对选取的码型进行修改，并上报给MSC服务器，由MSC服务器发起码型重新协商；

或，TC设置在MGW侧，BSC修改或切换码型时，发起更改码型请求，MSC服务器将MGW相应端点的码型修改完毕后，向BSC发送更改响应码型信息，BSC接收更改码型信息，修改码型。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当BSC与BTS间为TDM承载时，在建立BSC与BTS间IP承载时，将BSC与BTS间Abis接口设置为IP接口，传输基于IP协议的语音帧。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

MGW接收添加端点消息，为呼叫分配IP地址和端口号，向MSC服务器返回携带MGW为呼叫分配IP地址和端口号的响应消息，MSC服务器接收响应消息，向BSC发送指配消息，获取IP承载信息后通过LAPD信令向BTS发送，BTS获取MGW无线侧为该呼叫分配的IP地址及端口号，为呼叫分配自身的IP地址和端口号，BTS将为呼叫分配的IP承载信息上报给BSC，BSC再通过指配响应消息携带BTS分配的IP地址和端口号发送给MSC服务器，MSC服务器再指示给MGW。BTS和MGW获取对端的IP地址和端口号，进行IP承载建立；

BSC接收指配消息，选取码型，通过LAPD信令向BTS发送选取码型，向MSC服务器返回包含BTS码型的指配响应消息，MSC服务器将BSC选取的BTS码型下发给MGW，使MGW无线侧的端点码型与BTS码型一致；再发起码型协商，如果协商一致，实现TrFO；否则，向主叫侧MGW或被叫侧MGW***TC进行码型转换。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：MS在不同BTS之间进行切换；

BSC获取被切换方BTS的IP地址和端口号，向MSC服务器发起通知事件，将被切换方BTS的IP地址和端口号信息通知MSC服务器，MSC服务器对MGW的承载进行修改。

15.一种实现GSM无线网和核心网间接口IP化的***，包括BSC、MSC服务器及MGW，其特征在于，所述MSC服务器进一步用于实现与所述BSC和MGW间接口IP化，其中，

所述MSC服务器，用于信令控制，接收携带有MS自身支持码型的呼叫请求消息，建立码型优先表，向MGW无线侧发送添加端点消息，接收所述MGW无线侧返回的包含MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息，向所述BSC发送指配消息，其中所述指配消息携带所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号及所述码型优先表；

所述MGW，接收所述MSC服务器发送的所述添加端点消息，向所述MSC服务器返回包含所述MGW为呼叫分配的IP地址和端口号的响应消息；

所述BSC，向所述MSC服务器透明传输所述呼叫请求消息，接收所述MSC服务器发送的所述指配消息，根据接收的指配消息，建立与所述MGW相应的IP承载及码型协商；

其中，当码型变换器TC设置在BSC侧，所述BSC对选取的码型进行修改，并上报给所述MSC服务器，由所述MSC服务器发起码型重新协商；或，TC设置在MGW侧，所述BSC修改或切换码型时，发起更改码型请求，所述MSC服务器将MGW相应端点的码型修改完毕后，向所述BSC发送更改响应码型信息，所述BSC接收更改码型信息，修改码型。

16.根据权利要求15所述的***，其特征在于，设置BSC与BTS间Abis接口为IP接口，用于传输基于IP协议的语音帧。

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