CN1333981A - 用于在自适应多速率通信***中非连续传输和配置更改的有效带内信令 - Google Patents

用于在自适应多速率通信***中非连续传输和配置更改的有效带内信令 Download PDF

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Abstract

在语音通信***中的非连续传输(DTX)和快速配置更改的带内信令以及协议消息的技术从无线传输容量方面、固定线路传输和应用成果方面提供了成本效率。一种在通信***中执行非连续传输的示范方法,该***中源数据被交织以从***的第一部分传送到***的第二部分,该方法包括步骤:检测源数据不活动的周期,在源数据不活动期间从第一向第二部分传送静音描述符(SID)帧,所传送的某些SID帧使用与用于源数据不同的交织算法进行交织。例如源数据可以是块斜线交织的,某些SID帧可以是块交织的。一种影响通信***中的配置更改的示范方法包括步骤:发送一个转义帧代替语音数据帧,该转义帧包括一个总比特图样以从语音数据帧中区别转义帧并传递一条配置更改指示。该转义帧还包括一个数据域以表明要进行某种配置更改。例如当通信***是一个AMR***时,转义帧可以用于改变有效的编解码器模式集合。另外转义帧还可以用于改变编解码器信息的相位。

Description

用于在自适应多速率通信***中非连续传输和 配置更改的有效带内信令
相关申请的交叉引用
本申请要求1998年12月24日提交的U.S.临时申请No.60/109,694的优先权，这里全部包含作为参考。
发明领域
本发明涉及通信***，更具体而言，涉及自适应多速率通信***中的非连续传输(DTX)和配置更改。
发明背景
目前，采用至少两种不同的信源和信道编解码器模式的多模式编码***可以用来在不同传输信道条件下维持接近最佳的通信质量。对坏信道可以选择一种低信源编码比特率和高度信道错误保护的模式。另一方面好信道可以选择高信源编码比特率和相对低的错误保护的模式。
如在本领域中熟知的，这种多模式***必须向接收的解码器传送(或显式或隐式)实际选择的编解码器模式以便能够正确解码接收的数据。具有编解码器模式自适应的双向通信***必须在回传链路上额外传送类似信息。该信息或是量化的描述当前前向信道状态的链路测量数据或是对应考虑信道状态的编解码器模式请求/命令。这种链路自适应数据在本领域中被称为编解码器模式信息，包含编解码器模式指示(实际选择的编解码器模式)和编解码器模式请求/命令(在发送侧使用的编解码器模式)。正在发展的全球移动通信***(GSM)自适应多速率(AMR)标准使用上述编解码器模式自适应。
在这种AMR***中，带内信令用于重新将语音传输资源的部分分配为发送控制信息。这应用于没有其他合适的控制信道可用的情况。GSMAMR语音编码标准是使用带内信令的一个例子。它使用GSM语音业务信道部分来传送AMR链路自适应数据。更明确地说，GSM AMR标准提供一个传送编解码器信息的带内信道。
编解码器模式信息包括编解码器模式请求/命令和编解码器模式指示，这些帧以交替的顺序每第二帧(每40ms)发送。编解码器模式信息标识来自8(自适应全速率语音或AFS)或6(自适应半速率语音，AHS)可用模式的最多达4种编解码器模式子集中的一种编解码器模式。这些编解码器模式子集被称为有效编解码器集合。
在任何通信***中，包括上述GSM AMR***，传输容量是有限和昂贵的资源。由于这个原因，为了节省传输容量，当传输语音时广泛使用非连续传输。有时非连续传输也叫语音操作传输(VOX)。DTX的基本原理是在语音不活动期间关掉传输。相反，传送所谓舒适噪声(comfort noise)(CN)参数使得解码器能够重新生成不活动信号，其通常是某种背景噪声。CN参数比语音需要较少的传输资源。DTX对移动电话也是一个重要的特征，因为它允许在不活动期间关掉电源消耗设备(如无线收发信机)。这样做帮助节省电池电源并增加电话机的通话时间。
在使用DTX的双向通信***中，典型地，一个链路有效，而另一链路无效(因为一个讲话者在说而另一个讲话者在听)。有效的链路为降低帧传送速率，必须向接收机传送静音描述符(SID)帧(被称为背景信息或舒适噪声、描述符帧)。SID帧包含CN参数并使得接收机产生舒适噪声静音信号，例如来再次向正在听的用户保证连接仍是激活的。
在目前的GSM语音编码标准FR、HR和EFR中，以非常类似的方式实现DTX。通过示例，将参考GSM EFR编解码器描述GSM***中的DTX操作语音通信技术的情况。另外的信息见例如GSM06.11、GSM06.12、GSM06.21、GSM06.22、GSM06.31、GSM06.41、GSM06.61、GSM06.62和GSM06.81标准和有关文档。GSM EFR方案的特征如下：
通过传送第一SID帧来表示语音活动的结束，这不是对SACCH的相位校准。相反它紧跟在最后活动语音帧之后。这样一个第一SID帧以后，用每24帧(＝480ms)一次的周期发送更新SID帧。更新SID帧用时间校准标志(TAF)校准，该标志在无线子***中产生并从SACCH帧结构中获得。除SID帧之外，在不活动期间不传送其他帧。简单地重新占用活动语音帧的传送就结束了不活动周期。
RSS以常规语音帧处理SID帧。这具体意味着使用与语音帧相同的信道编码和斜线交织。多个有效地43个净比特用于舒适噪声参数，这些参数描述了频谱形状和不活动信号的增益。95个净比特用于标识该帧为SID帧并使其区别于语音帧的特殊SID比特图样。相对于从上次传送的语音帧得到的参数对CN参数进行差分编码。
所描述的对于TCH/FS(即业务信道/全速率语音)的SID帧传送见图1，对于TCH/HS(即业务信道/半速率语音)的SID帧传送见图2。上面一行表示语音帧，可在语音编码器的输入看到它们。中间一行表示经无线接口传送各语音或SID比特的TDMA帧。下面一行表示语音解码器之后的语音或舒适噪声帧。每个语音帧恰好是20ms长。TDMA帧平均具有恰好5ms的长度。SACCH和IDLE的TDMA帧未示出。实现时延和其他副影响也没有示出。
除了常规SID帧传输，对于固定时间结构的同步和时间校准以外，ITU-T建议G.729/附录B还描述了一种当由于自从上次SID传输后CN参数改变很大而需要更新时传送SID帧的DTX方法。
在熟知的具有VOX功能的太平洋数字蜂窝(PDC)***中采用特殊的后同步和前同步帧来分别标识从语音到不活动或从不活动到语音的转变(例如见RCR STD-27D)。这些帧包含了标识它们的在总比特电平上唯一的比特图样。后同步帧包括两个信道帧，其中第一个除了标识比特模式外不载荷任何信息，第二个载荷描述不活动信号的舒适噪声参数。在语音不活动期间，后同步帧周期性地发送使得接收端能够更新舒适噪声产生。对后同步和前同步帧，使用与语音帧同样的交织。
上述传统的DTX解决方案，如在GSM FR、EFR和HR中实现的那样，并不很适用于多模式编码***。这源于事实：SID帧信令是在净比特水平上的。一个标识SID帧的特殊比特模式是净比特流的一部分。接收机的SID帧检测单元在解交织和信道解码后执行。这个方案对有一个以上的信源和信道编码的多模式编码***是不适用的，由于SID帧标识会取决于信道解码的编解码器模式的正确选择。由于可能有模式传输错误，不可能保证接收机中总是合适的编解码器模式。
另外，由于类似原因，或者对不同的编解码器模式或SID帧的交织方案的调整，由于复杂的原因也是不实际的。最坏的情况下这种方案需要运行SID帧解交织，且更严重的是信道解码还需要语音帧解交织和信道解码。
另外，在采用PDC实现时还有至少两个主要问题。首先由于后同步帧包括两个业务帧，不活动传输模式从节省传输功耗来来说相对效率不高。每个舒适噪声参数更新需要传输两个帧。其次由于从语音不活动到活动的转变用前同步帧传送，或者语音发起(onset)部分可能被分片或者语音发起的传送由前同步帧被恢复延迟。前者直接影响降低了重建语音的质量，而后者增加语音传输语音传输时延，这可能导致通话质量降低。
还应注意在对SID帧和语音帧两帧采用同一斜线交织方案，如同目前在GSM和PDC上一样，将导致另外一些问题。对单个SID帧传输采用斜线交织从无线资源方面利用和功耗方面来讲效率不高，因为每个被发送的TDMA帧只有一半传送SID信息，而另外一半还不使用，因此就被浪费了(这种浪费的一半突发在图1和图2中被标记)。
在当前GSM和PDC***中该效率降低很小，因为SID帧传输相对很少。但是对新的带编解码器自适应的多模式通信***更严重。高自适应性能与当前***中SID帧的传输相比需要在不活动链路上进行更频繁的传输(自适应数据)。
另外，还有在不活动期间有无线信道活动的确定上限(如AMR***需要是：TCH/AFS：每480ms复帧16TDMA帧；TCH/AHS：每480ms复帧12TDMA帧)。浪费可用无线资源的一半将意味着可能比最可能的只一半频繁地传送编解码器模式信息。结果是由于较慢的编解码器模式自适应而丢失潜在的性能。
对SID帧(载荷编解码器模式信息)采用与语音帧一样的斜线交织的另一个缺点是由这种交织造成的时延。就取得多模式通信***的编解码器模式自适应的最佳可能性能来说，编解码器模式信息的传输时延应该保持在最小值。这限制了斜线交织的使用。
在带有DTX的***中的具体问题是检测不活动周期后的语音发起。丢失发起将导致解码器省略一部分语音输出。另一方面，如果非传送帧被错误地检测为语音发起帧，就会产生不需要的扑通声或梆梆声，就会大大降低通信质量。
原理上具有DTX功能的AMR***仅仅需要在无效链路上为当前有效的链路传送编解码器模式请求。不需要传送无效链路的编解码器模式指示。但是当无效链路重新变得有效，就必须选择一个合适的编解码器模式。必须找到在不活动后如何选择语音发起的编解码器模式的解决方案，这确保发送和接收侧使用同一模式。另外，这个编解码器模式应该适合当前无线信道状况。
除了AMR标准中的编解码器模式信令方法以外，目前还没有更快速的控制信道可用。但是，需要这样一个信道以便能够执行快速配置更改(如改变一个有效的编解码器集合，改变编解码器模式信息的相位以便最小化传输时延，切换到现有GSM编解码器如FR、EFR或HR、和/或转换到未来应用如宽带编解码器、语音和数据或多媒体)。
因此，在自适应多速率***中需要改进的方法和设备来执行DTX和配置更改。
发明概要
本发明通过在自适应多速率***中提供创新的DTX和快速配置更改带内信令和协议消息以及两个操作的交互的解决方案满足上述和其他需要。有利的是，所公开的方法和设备在无线传输容量、固定线路传输和实现工作量方面具有好的成本效果比。
在一种为从***的第一部分向***的第二部分传输而进行源数据交织的通信***中执行非连续传输的示范方法包括步骤：检测源数据不活动周期，在源数据不活动期间从第一向第二部分传送静音描述符(SID)帧，其中一定数量的发送的SID帧使用与源数据交织相比不同的交织算法进行交织。例如源数据可以是块斜线交织，一定数量的SID帧可以是块交织的。
示范方法可以进一步包括步骤：发送第一类型的SID帧以表明从源数据活动到源数据不活动的转变，在源数据不活动期间周期性地发送第二类型的SID帧，并传送第三类型的SID帧以表明从源数据不活动到源数据活动的转变。有利的是在通信***是自适应多速率(AMR)***时，SID帧除了静音描述信息外还包括编解码器模式信息。
一种在语音通信***中从第一部分向第二部分传送协议消息的示范方法包括步骤：发送一个转义帧(escape frame)代替语音数据帧，该转义帧包括一个总比特图样来区别语音数据帧和转义帧并传递一条协议消息。转义帧还可以包括一个数据域来向第二部分指示一个特定的协议消息。
一种在通信***中影响配置更改的示范方法包括步骤：发送一个转义帧代替语音数据帧，该转义帧包括一个总比特图样来区别语音数据帧和转义帧并传递一条配置更改指示。转义帧还可以包括一个数据域来向第二部分指示要进行的特定配置更改。
例如当通信***是AMR***时，转义帧可以用于改变有效编解码器模式集合。可替代地转义帧还可用于改变编解码器信息的相位。
下面将参考在附图中所说明的例子来详细解释本发明的上述和其他特征和优点。本技术领域的专业人员将理解所描述的实施方案是为了说明和理解，这里考虑了许多等价的实施方案。
附图简述
图1表示依据的示范全速率静音描述符(SID)帧传输方案。
图2表示示范半速率静音描述符(SID)帧传输方案。
图3表示可以实现本发明的示范自适应多速率通信***。
图4表示根据本发明的示范SID帧格式。
图5表示根据本发明的示范全速率SID帧交织方案。
图6表示根据本发明的示范半速率SID帧交织方案。
图7表示根据本发明的示范第一SID帧格式。
图8表示根据本发明的示范语音发起帧格式。
图9表示根据本发明的抑制第一SID帧的示范方案。
图10表示根据本发明的抑制常规SID帧的示范方案。
图11表示根据本发明的检测从语音不活动到语音活动转变的示范全速率方案。
图12表示根据本发明的检测从语音不活动到语音活动转变的示范半速率方案。
图13表示根据本发明当语音发起指示帧被***配置更改帧代替时，检测语音发起的示范全速率方案。
图14表示根据本发明当语音发起指示帧被***配置更改帧代替时，检测语音发起的示范半速率方案。
发明详述
尽管后面将就GSM***中的语音传输来描述本发明，本技术领域的专业人员将立即理解所公开的技术可用于其他情况。例如本发明可以在任何无线或固定线路通信***中使用，包括TDMA***(如D-AMPS)、PDC、IS95和互连网。
图3描述了一种可以实现本发明的技术的示范AMR***。示范AMR***包括一个代码转换和速率适配单元(TRAU)和网络侧的基站(BTS)以及移动台(MS)。在网络侧，语音编码器(SPE)和信道编码器(CHE)以及信道解码器(CHD)和语音解码器经著名的A-bis接口连接。对每条链路，通过估计当前信道状态来获得质量信息。基于信道状态以及考虑从位于网络侧的网络控制、编解码器模式控制的可能限制选择要使用的编解码器模式。
要使用(TCH/AFS或TCH/AHS)的信道模式受网络控制。上行链路和下行链路使用同一信道模式。对编解码器模式自适应，接收侧执行输入链路的质量测量。测量处理后产生一个质量指示符。对上行链路自适应，质量指示符直接反馈到UL模式控制单元。这个单元将质量指示符与某个域值进行比较并产生(还考虑来自网络控制的限制)一个表明在上行链路上要使用的编解码器模式的编解码器模式命令。然后在带内向移动侧发送编解码器模式命令，其中流入的语音信号以相应的编解码器模式编码。
对下行链路自适应，在移动台内部的DL模式请求产生器将DL质量指示符与某域值相比较并产生一个表明下行链路优选的编解码器模式的编解码器模式请求。编解码器模式请求在带内发送到网络侧，在那里送到DL模式控制单元。这个单元一般允许所请求的模式。但是考虑到来自网络控制的可能约束，还可以忽视该请求。然后对下行链路方向的流入语音信号的编码应用得到的编解码器模式。
对上行链路和下行链路，目前应用的编解码器模式是编码后的语音数据一起作为编解码器模式指示在带内发送的。在解码器，编解码器模式指示被解码并应用到对接收的语音数据的解码上。
编解码器模式是从一个编解码器模式集合(ACS，活动编解码器集)中选择，该集合可能包括1到4个AMR编解码器模式。与该集合关联的是DL模式请求产生器用来产生编解码器模式请求和编解码器模式命令的一组1到3切换门限和滞后现象。这些配置参数(ACS、门限、滞后)在呼叫建立时定义且在自动转接或呼叫期间可以更改。
根据本发明，如图3所示的***中的DTX基于三种不同帧类型的带内信令：SID_FIRST、常规SID和语音发起帧。这些帧类型的共同之处是：它们使用标识它们的特定总比特图样。另外它们还可以传递包括CN参数和编解码器模式信息的净荷数据。例如根据本发明的应用，见GSM05.03：数字蜂窝电信***(阶段2+)；信道编码(草案ETSIEN300 909 V7.2.0(1999-11))和GSM06.93：数字蜂窝电信***(阶段2+)；自适应多速率(AMR)语音业务信道的非连续传输(草案ETSI EN301 707 V.7.2.0(1999-11))，这里全部合并作为参考。
SID帧在总比特级上被标识。SID帧被定义使用k个TDMA帧传送即包括k*114比特传送。K的适当选择是4。在这种情况下SID帧包括456比特，即对TCH/AFS一个信道帧456比特以及对TCH/AHS两个信道每个228比特。每个SID帧具有一个包含一个唯一的比特图样的SID帧标识域和两个消息域。一个消息域预留给信道编码的舒适噪声(CN)参数，另一个预留给信道编码的编解码器模式信息。编解码器模式信息只可以载荷编解码器模式请求，或它还可以被分成两部分，一部分载荷编解码器模式请求/命令，另一部分载荷编解码器模式指示。
常规SID帧格式定义的例子见图4。在这个例子中，SID帧包括一个212比特的SID帧标识符，212比特的舒适噪声参数域和32比特的编解码器模式信息域。在这个例子中假设CN参数经卷积编码且编解码器模式信息包括块编码请求/命令和指示。在另一种替代解决方案中，两个消息域可以放在一起，如果例如CN参数和编解码器模式信息都采用同样的卷积码或块码。
根据本发明，常规SID帧是块交织而不是斜线交织的。由于这放弃了可能的交织增益(即对传输错误该传输潜在地不太健壮)，SID帧一般比常规语音帧载荷较少的信息，因此可以使用比语音传输所使用的更强壮的信道编码来保护它们。这补偿了交织增益的衰减，或甚至使SID帧传输比当前的解决方案(GSMFR、EFR或HR)可能更健壮。重要的信息如编解码器模式信息如可以由更强壮的信道编码来保护(与常规语音帧中的编解码器信息的带内传输相比)。另外，CN参数通常用比语音帧更少的比特来表示。这样少的CN比特可以用较低速率的信道编码来保护。作为一个例子，在35个CN比特中，所有比特可以首先是由14比特CRC码(其误码检测非常强壮)，然后由码率为1/4卷积码(限制长度k＝5)来保护。而且CN参数和编解码器模式信息通常更改信息相对慢。还考虑建议的SID帧速率(每第8帧)，这高于现有的解决方案，由于信道误码而偶然丢弃SID帧甚至是可容忍的。
如在各自的图5和6中所示的，对TCH/AFS和TCH/AHS，根据本发明通过块交织将包括4*114比特的SID帧映射到4个TDMA帧上。交织器的目的是以这种方式将SID帧分配到可用的TDMA帧上，最大化对抗传输错误的健壮性。对语音帧不使用斜线交织。由于解交织就复杂性而言不是很需要，因此这个具有某个SID帧块交织器的解决方案是很灵活的。在最坏的情况下，解码器执行SID帧块解交织和传统的语音帧斜线解交织，但不多于一个信道解码器。有利的是，这样解决了在当前GSM和PDC***中属于SID帧的TDMA帧中的比特浪费问题。
对TCH/AFS，SID帧的实际块交织方案是相对不太重要的。为了得到最大的交织器增益，在用于传输的TDMA帧上同样可能地分配标识标记比特以及CN和编解码器模式信息比特。
对TCH/AHS，由于SID帧使用两个信道帧传送这一事实，会出现特殊情况。下面将就SID抑制帧来详细讨论，当载荷SID帧的第一半TDMA帧已经传送，第二半由于语音发起不能传送时，就出现这种情况。对这种情况，重要的是能够抑制已经被发送的SID图样。这通过在第二半TDMA帧的奇数位置传送第二个半图样比特来确保。对于编解码器模式信息，用于解码语音发起的编解码器模式可用是很重要的。这也可以通过在第二半TDMA帧的奇数位置传送第二半编解码器模式指令比特来保证。
可能的解决方案是使用斜线交织在TDMA帧上映射模式比特和编解码器模式指示比特。因此，在第一半TDMA帧的奇数位置上和第二半TDMA帧的偶数位置上传送CN比特和编解码器模式请求/命令比特。所描述的在TCH/AHS上的SID帧的交织方案见图6。
根据本发明，当从活动转到不活动时，SID_FIRST帧在最后一个语音帧之后立即传送。该解决方案仅仅标识语音结束而没有也传送CN参数。一个TCH/AFS解决方案的例子是使用包括212标记比特和16个编解码器模式信息比特的一个228比特域，如图7所示。编解码器模式信息或是请求/命令或是指示，运取决于次序(如果已经传送了一个语音帧)。这样与SID_FIRST帧一起传送的编解码器模式信息的类型取决于帧号码和编解码器模式信息的传输相位。特殊的交织器将SID_FIRST帧映射到未使用的一半突发中的可用228比特。图5说明TCH/AFS的SID_FIRST帧的传输方案。注意这里没有再浪费一半突发。
TCH/AHS的类似解决方案将在两个可用的通常未使用的一半突发上传送一个SID_FIRST标识模式和编解码器模式信息。但是使得SID_FIRST检测更可靠的例子是也使用接下来的两个TDMA帧。这意味着传送两个信道帧SID_FIRST_1和SID_FIRST_2。如在TCH/AFS示例解决方案中使用的可能同样的228比特帧(包括212个标记比特和16个编解码器模式信息比特，见图7)被映射到TDMA帧的偶数位置上(该帧载荷最后一个语音帧(未使用的一半突发))和两个随后的TDMA帧的奇数位置上。这种斜线映射允许使用现有的斜线(解)交织器。编解码器模式信息或是请求/命令或是指示，这取决于帧号码和编解码器模式信息的传输相位。传送的是编解码器模式信息之类，如果语音已经传送，这将在各自信道帧中发送。映射以一种方式进行：模式比特和编解码器模式信息比特的同样部分放在前两个和随后两个使用的TDMA帧上。
图6还说明一种进一步增加SID_FIRST帧检测可靠性的技术。根据本发明，额外两个TDMA帧的偶数位置用额外的标识图样填充。还可能使用这些一半突发的一部分传送编解码器模式信息。标识图样还可以是编解码器模式信息的码字，重复到所有可用比特都被使用。如果如114比特可用且编解码器模式信息的码字是16比特长，则它可以被重复114/16次。
语音帧使用的斜线交织意味着在不活动周期之后的载荷第一语音帧的第一半TDMA帧的奇数位置是空的，用于其他目的。根据本发明改进发起检测的解决方案是满足用一个特殊的发起标识图样来填充这些比特。而且，这些比特的一部分还可以用于传送标识编解码器模式的编解码器模式指示，根据该模式，第一语音帧被编码。传送一个发起比特图样和编解码器指示的解决方案是重复编解码器模式指示码字到所有可用比特都被使用，如图8所示。TCH/AFS的一个例子是重复指示的16比特码字228/16次。对TCH/AHS，16比特码字重复114/16次。这样一个发起帧通过特定的交织器映射到其他未使用的一半突发上。TCH/AFS和TCH/AHS的各自帧传输方案如图5和6所示。
对TCH/AHS，常规SID帧和SID_FIRST帧使用2个信道帧传送。这样出现这种情况：在SID帧的第一个信道帧之后但是在第二个信道帧之前传送较高优先级的语音发起。在这种情况下，错误事件可能发生：接收机丢失发起而检测到一个SID或对应地，一个SID_FIRST帧，即使它实际只接收了其中的第一半。
为避免这个问题，当载荷SID_FIRST的TDMA帧的第一半已经被发送而第二半由于语音发起没有发送时，使用一个特殊的SID_FIRST抑制帧而不是一个常规发起帧。属于SID_FIRST帧的后一半的图样比特(可能已经发送)现在被颠倒。这抑制了在接收机检测整个SID_FIRST图样。编解码器信息比特仍保持与初始SID_FIRST帧相同。接收机将在所描述的情形下得到一个不能使用的帧。通过应用合适的错误隐藏(EC)技术隐藏该帧是有用的。所描述的情况如图9所示。
当载荷SID的第一半TDMA帧已经发送但后一半由于语音发起不能发送时，另一个叫做SID抑制帧的特殊帧用于代替常规SID帧。属于后一半SID帧的图样比特(该帧可能已经发送)现在被颠倒。这抑制了在接收机检测整个SID图样。表示编解码器模式指示的编解码模式信息比特与初始SID帧保持一样。接收机在所述情形下将得到一个不能使用的帧，由此将使用先前的CN参数继续产生CN。接收机还可以检查在这种特殊情况下发送的图样以便以改进的可靠性检测语音发起。所述情况如图10所示。
根据本发明，在不活动期间分别以每nFR帧(TCH/AFS)和每nHR帧(TCH/AHS)发送SID帧。合适的选择是nFR＝nHR＝8。SID帧的相位校准传输和解码(同在目前GSM***中一样从SACCH推导出校准)是目前GSM***中存在的一个解决方案，这帮助得到好的SID帧解码性能。但是基于总比特图样的提议的SID帧标识提供那样高的SID帧检测性能，使得无固定相位的更灵活的解决方案成为可能。
一个例子是在SID_FIRST图样传送之后第三帧开始传送SID帧，然后每第8帧传送SID帧。一个替代解决方案是异步SID传输(即对任何固定时间结构不校准)。作为一个例子，无论模式请求何时改变，SID帧都被传送，可能具有约束，不超过每480ms复帧传送的TDMA帧不超过确定的最大值。如果CN参数已经有很大改变则另一个提高的解决方案可以传送一个SID帧且，每480ms复帧传送的TDMA帧不超过确定的最大值。无论何时不满足每时间间隔的确定最小传输要求，这种带有异步SID帧传送的解决方案可以后退到时间校准传输。
注意传输错误可以部分破坏为标识不同帧类型发送的不同比特图样。为了保证在出现信道误码时能可靠检测该图样，采用相关技术。一个可能的解决方案是当比较接收到的比特与图样时计算匹配的比特数。作为一个例子，如果70％比特吻合，则接收机可以认为找到了该图样。一个替代解决方案使用软比特信息积累接收的软比特，如果图样的对应比特是1则是正的，如果对应比特是0是负的。这种积累的测量可以由图样长度和最大可能软比特值的乘积来取准。如果取准的测量值超过某一门限如0.4，则接收机可认为已找到图样。
还有一个可用于SID帧的准则是CN比特CRC。如果有一个CRC错误，则认为该帧不是有效的SID帧。
为了成本原因，希望标识图样不需要多的存储器存储它们。例如SID FIRST的标识图样和TCH/AFS常规SID的创建可以通过重复短9比特序列格((228-16))/9＝24次，然后丢弃最后4比特。这种9比特序列是如{0，1，0，0，1，1，1，1，0}。
对THS/AHS，更重要的是避免可能以常规SID帧对SID_FIRST帧的可能解码，以及相反的过程。因此SID和SID_FIRST的标识图样应尽可能地不同。
例如SID_FIRST帧的图样可以与用于TCH/AFS的图样相同。常规SID帧使用的图样可以通过颠倒SID_FIRST图样来创建。
在SID_FIRST帧中只传送一个特殊图样和编解码器模式信息而不是传送CN参数的解决方案使得DTX效率最高(即在空中接口的活动是最小的)。同时因为所有可用比特用于比特图样(除了那些用于编解码器模式信息的传输的比特)，标识图样的检测可靠性可以最大。但是这带来的问题是接收机在从语音结束直到接收第一个常规SID帧的期间得不到产生CN的CN参数集合。该解决方案是通过使用在语音结束之前的最后n帧的语音参数在接收机本地获得CN参数。通常解码器挂起工作，即尽管VAD检测语音不活动，一定数量的m个帧还仍旧象语音一样被编码。这样解码器可以通过如平均挂起帧的增益和频谱参数来本地获得CN参数，即n＝m。另一个解决方案是使用前一不活动周期接收的CN参数集合。
根据本发明，一个AMR接收机具有活动和不活动状态的2状态模型。这个状态模型的目的是支持语音/SID/非传送帧区别。从活动到不活动的转变需要检测语音帧后面的SID_FIRST帧。
从不活动到活动状态的转变需要检测语音发起标识图样和一个有效的第一语音帧，该帧可以无CRC误码解码，且可选地呈现了如从接收机/信道解码器获得的质量测量且超过某门限。一个例子是SFQ测量(总比特错误估计)，其必须在某门限值之下。可以用约束来增加这种状态转变的可靠性，该约束是必须无CRC错误地解码一个以上的帧，可选择地不超过某个SFQ测量。如图11所示的另一个帮助正确检测从不活动到活动转变的准则是，接收到的紧跟SID帧的帧不是一个语音帧，倘若SID帧用的块交织比语音帧的斜线交织需要更小的时延。图12说明该TCH/AHS例子的准则。
提高第一个语音帧检测和帮助从不传送帧区别它们的另一种方式是从接收机的其他部件接入测量(如RF接收机或均衡器)。这种测量的例子是载波和干扰强度估计和得到的测度如C/I比。
提高SID_FIRST和第一个语音帧标识性能的另一个方式是以提高发送功率传送载荷它们的TDMA帧。
根据本发明，以下解决方案适于定义在不活动周期之后的语音发起的编解码器模式：
(a)选择最强壮的编解码器模式，或可替代地，第n强壮的编解码器模式。最安全的解决方案是选择n＝1。不需要传送编解码器模式指示。n＝1的缺点是对好的信道，具有本质低的语音质量的太强状的编解码器模式被选择。
(b)对当前有效链路选择同一编解码器模式。这是由上行链路和下行链路信道质量类似的事实驱动。恢复语音传输的链路的发送侧应用为当前输入的有效链路请求的编解码器模式。重新变得有效的链路的接收侧知道应用的编解码器模式与它接收的在输出的当前激活链路上应用的编解码器模式请求相同。如果选择一种模式用于语音发起，其是n个比当前有效链路的模式更强壮的模式(如n＝1)(假设这种更强壮的模式存在)，则该方案可以变得更强壮。
(c)选择在不活动周期前的最后语音周期结束时选择的同一编解码器模式。这由无线信道状况通常改变得不是很快的事实驱动。如果对语音发起选择一种模式，该方案可以变得更强壮，该模式是n个比用于最后语音周期的结束的模式更强壮的模式(如n＝1)(假设这种更强壮的模式存在)。
(d)根据无效链路的测量结果选择。由于在无效链路上的传输没有完全停止，测量链路质量是可能的。相应测量结果报告或编解码器请求/命令在有效链路上传输。当无效链路恢复语音传输重新时，选择一种对应上次接收到的编解码器模式请求的编解码器模式。
有利的是，上述解决方案(a)、(b)和(c)可以利用事实：不需要传送无效链路的编解码器模式请求。这样有效链路可以节省编解码器模式请求的传输容量并将其用于其他目的。一个例子是使用该传输容量来更好地保护编解码器指示的传输。
除了上述在AMR***中执行DTX的技术外，本发明还提供执行在AMR***中快速配置更改的技术。这些技术的目的是使配置更改快速，这是使用现有的慢速控制信道不能做的。另外，现有控制信道不能保证配置更改与语音数据传输同步。象上述DTX机制一样，配置更改机制基于带内信令。应用是，例如与串行自由工作(TFO)，有效编解码器集合的更改和编解码器模式信息相位的更改(为了减小化传输延迟)有关。还有一个通用应用是切换到一个现有的GSM编解码器(FR，EFR，HR)或切换到一个未来应用如宽带编解码器，语音和数据或多媒体。同DTX机制一样，就GSM***中的TCH/AFS和TCH/AHS来描述配置更改机制，当时同样可应用到其他***中。
配置更改机制基于帧窃取，类似于熟知的FACC帧窃取(即语音帧被配置更改帧替换)，因此这里称为转义信令。由于转义信令机制只在一个连接期间偶尔使用且只有少数语音帧被窃取，因此接收机的错误隐藏单元能够使帧窃取事实上听不到。
根据本发明，转义帧的格式与上述SID帧格式类似。由特定的标识图样在总比特级上标识它们。如SID帧，它们包括该图样和一个或两个消息域。一个域载荷实际信道编码的转义消息，另一个载荷编解码器模式信息。作为一个例子，这个转义帧可以包括456比特且帧格式与SID帧恰好相同(见，例如图4)，其中CN域被转义消息替换。
转义机制传送的净荷叫做转义消息。转义消息包括几个净比特，其可以被组合到逻辑单元。例如根据本发明的实现，见GSM05.09：数字蜂窝电信***(阶段2+)；链路自适应(草案ETSI EN 301 709 V7.1.0(1999-11))，这里全部合并作为参考。
转义消息可以经任何合适的信道编码方法，如块或卷积编码进行信道编码。一个成本有效的解决方案是使用恰好与用于上述SID帧中的CN参数的同一信道编码。这意味着按上述35个CN比特的示例解决方案，一条35净比特的转义消息用14比特的CRC保护，且之后经码率为1/4和约束长度k＝5的卷积编码。
与SID帧一样，编解码器模式信息域可以载荷经块或卷积编码的编解码器模式指示和编解码器模式命令/请求。
转义帧是块斜线交织的，同语音帧。这隐含着，假设一个456总比特的转义帧的示例解决方案，一个转义帧替换一个TCH/AFS中的语音帧以及TCH/AHS中的两个帧。
对TCH/AHS，这些不需要是两个连续的帧，但是在所描述的解决方案中假设这样。不窃取两个连续帧对错误隐藏是有利的以便隐藏该窃取。另一方面，窃取两个连续的语音帧就转义消息的传输时延方面是有利的。以这样的方式进行交织：转义帧的第一半(228比特，见图4)替换第一语音帧。该第一半包含转义标识模式是很重要的。这使得接收机能够检查这个图样。在找到该图样后，接收机就能够定位第二被窃取的语音帧，其载荷转义帧的第二半。
为了不与编解码器信息的常规传输相干扰，交织器还可以将一个编解码器模式信息码字映射到第一被窃取的语音帧的比特位置上。因此，可以将其他编解码器模式信息码字映射到第二个被窃取的语音帧的比特位置上。而且，就在常规语音帧期间的编解码器模式信息相位，将编解码器模式信息即编解码器模式指示和请求/命令放进编解码器模式域。如果，例如，转义帧的第一半替换一个已载荷编解码器模式指示的语音帧，然后这个第一半转义帧仍旧传送一个编解码器模式指示。
注意上述转义机制还可以结合上述DTX机制来使用。这样根据本发明转义帧可以不仅替换语音帧，而且替换所有其他类型的帧，即SID_FIRST，常规SID、NoTX和语音发起帧。考虑这种情况，在一个不活动周期期间发送一个转义帧，从传输资源利用方面应用块交织是有效的，如同对于SID帧。但是，由于转义机制只偶然使用，传输资源利用不是最重要的准则。而成本有效实现和低复杂度是重要的。因此，一个有益的解决方案是保持帧格式、信道编码和块斜线交织，在语音期间也对转义帧使用。
注意在DTX期间对转义帧使用块斜线交织隐含着有一半突发没有被交织定义。对TCH/AFS，载荷该转义帧前4个突发的奇数位置和最后4个突发的偶数位置没有定义。不定义的这些比特本身是没有问题的，但是通过适当地设置未定义的位置可以解决以下问题。考虑语音发起的情况。如上所述，一个语音发起帧由一个发起图样标记，这即允许更好地标识该帧为一个发起以及标识该发起语音帧使用的的编解码器模式。如果转义帧必须在同一时刻发送，它将替换该发起帧。这样对随后的语音帧，标识它们为语音帧就更困难，因为发起图样被偷窃。
根据本发明，通过用发起图样填充未定义比特(奇数位置)的第一半来避免这个问题，而不考虑是否有发起。对实际没有发起的情况，需要发送不活动持续。紧跟着转义帧发送SID_FIRST做到了这点。这定义了其他未使用比特的第二半(偶数位置)。这个解决方案从应用成本方面也很有利。除了信道编码以外，它允许处理转义帧，就好象它是语音。图13和14就TCH/AFS和TCH/AHS分别说明所描述的解决方案。
注意被窃取用于转义的语音帧，不能重新调度为在转义后传输，因为这将增加语音传输延迟。但是，受转义帧传输影响的SID帧可以被重新调度在转义帧传输后立即传输。有利的是这帮助维持一个高的主观舒适噪声信号质量。在上面引用的GSM06.93中有示例的解决方案。为了保证转义消息的正确接收和定义错误事件的合适规程，建议一种转义协议。在上面引用的GSM05.09中有示例解决方案。
本技术领域的专业人员应当理解本发明不局限于这里为了说明目的的具体的示范实施方案，还可以有各种其他的实施方案。因此本发明的范围由附加的权利要求定义，而不是前面的描述，这里包含了与权利要求的含义一致的所有等价物。

Claims (28)

1.一种在通信***中执行非连续传输(DTX)的方法，该***中源数据被交织用于从***的第一部分传输到***的第二部分，该方法包括步骤：
检测源数据不活动的周期；以及
在源数据不活动周期中从第一到第二部分传送静音描述符(SID)；
其中一定数量的被传送的SID帧使用与源数据交织所使用的交织算法相比不同的交织算法进行交织。
2.权利要求1的方法，其中源数据经块斜线交织，其中一定数量的SID帧经块交织。
3.权利要求1的方法，其中SID帧包括舒适噪声(CN)参数。
4.权利要求1的方法，包括步骤：
发送第一类型的SID帧以表明从源数据活动到源数据不活动的转变；
周期性地在源数据不活动期间发送第二类型的SID帧；以及
发送第三类型SID帧以表明从源数据不活动到源数据活动的转变。
5.权利要求1的方法，其中该通信***是自适应多速率(AMR)***，且其中SID帧除了静音描述信息外还包括编解码器模式信息。
6.权利要求1的方法，其中每个SID帧包括一个区别SID帧和源数据帧的比特图样。
7.权利要求6的方法，其中比特图样是总比特图样。
8.权利要求1的方法，其中源数据是语音，且其中通信***是时分多址接入(TDMA)无线***、频分多址接入(FDMA)无线***和码分多址接入(CDMA)无线***之一。
9.权利要求1的方法，其中发送转义帧来实现配置改变，且其中一个转义帧可以替换一个源数据帧、SID帧或非传送(NoTX)帧。
10.权利要求9的方法，其中SID帧是块交织的，且其中转义帧是块斜线交织的。
11.权利要求9的方法，其中通信***是自适应多速率(AMR)***，且其中一个转义帧用于改变一个编解码器模式集合。
12.权利要求9的方法，其中该通信***是自适应多速率(AMR)***，且其中转义帧用于改变编解码器信息的相位。
13.权利要求1的方法，其中活动语音源数据是块斜线交织的，且其中在交织方案中对一个最后的语音帧未使用的比特用于一个特定的比特图样来标记语音的结束，且其中在交织方案中对第一帧未使用的比特用于一个特定的比特图样来标记语音的开始。
14.在一种其中语音数据从第一部分发送到第二部分的语音通信***中，一种向第二部分发送协议消息的方法包括步骤：
发送一个转义帧替换语音数据帧，该转义帧包括一个总比特图样来区别该转义帧和语音数据帧并传递一条协议消息。
15.权利要求14的方法，其中转义帧还包括一个数据域来向第二部分表明一个特定的协议消息。
16.在其中将语音数据从第一部分传送到第二部分的通信***中，一种实现配置更改的方法包括步骤：
发送一个转义帧替换一个语音数据帧，该转义帧包括一个总比特图样来区别该转义帧和语音数据帧并传递一个配置更改指示。
17.权利要求16的方法，其中该转义帧还包括一个数据域以向第二部分表明要进行一个特定的配置改变。
18.权利要求16的方法，其中通信***是一个自适应多速率(AMR)***，且其中一个转义帧用于改变一个编解码器模式集合。
19.权利要求16的方法，其中该通信***是一个自适应多速率(AMR)***，且其中一个转义帧用于改变编解码器信息的相位。
20.权利要求16的方法，还包括步骤：
在源数据不活动周期中，从第一到第二部分发送静音描述符(SID)帧，
其中一个转义帧可以替换一个源数据帧、一个SID帧或一个非传送(NoTX帧。
21.权利要求20的方法，其中SID帧包括舒适噪声(CN)参数。
22.权利要求20的方法，其中源数据帧和转义帧是块斜线交织的，且其中一定数量的发送的SID帧是块交织的。
23.权利要求20的方法，包括步骤：
发送第一类型SID帧以表明从源数据活动到源数据不活动的转变；
在源数据不活动期间周期地发送第二类型SID帧；且
发送第三类型SID帧来表明从源数据不活动到源数据活动的转变。
24.权利要求20的方法，其中该通信***是一个自适应多速率(AMR)***，且其中SID帧除了静音描述信息外还包括编解码器模式信息。
25.一种语音通信***，包括
一个发送交织的语音数据帧的第一部分；和
一个接收交织的语音数据帧的第二部分，
其中第一部分检测语音不活动的周期并在语音不活动周期中发送静音描述符(SID)帧而不是语音帧，且
其中至少一些SID帧使用与用于语音帧的不同的交织算法进行交织。
26.权利要求25的方法，其中语音帧是块斜线交织的，且其中一定数量的SID帧是块交织的。
27.一种通信***，包括：
发送源数据的第一部分；和
接收源数据的第二部分，
其中第一部分发送一个转义帧替换源数据帧以向第二部分表明配置更改，且
其中该转义帧包括一个总比特模式来区分该转义帧和源数据帧。
28.权利要求27的方法，其中转义帧还包括一个数据域以向第二部分表明要进行一个特定的配置改变。
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