CN1139849A

CN1139849A - 多信号多编码器的代码转换器

Info

Publication number: CN1139849A
Application number: CN96104009A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·戴维·布雷斯利; 罗伯特·查尔斯·费尔菲尔德; 凯文·洛克伦
Original assignee: AT&T IPM Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-12
Publication date: 1997-01-08
Also published as: KR960032958A; EP0727888A3; JPH08288921A; US5513181A; EP0727888A2

Abstract

公开了一种用于通信系统的多信号多编码器的代码转换器，该代码转换器与现有技术的各实施例相比较可以被不昂贵地制造和不要求信号源和目的设备上的明显变化。一个说明的实施例最好是包括：输入导线、输出导线、输入交换机、输出交换机、执行第一编码技术的N个处理单元的处理单元库和执行第二编码技术的、或可能为两种技术的M个处理单元的处理单元库。当输入导线传送多个复用的信号时，每个信号根据两种编码技术之一被代码转换，输入交换机分离和发送输入的信号到一个合适的处理单元。

Description

多信号多编码器的代码转换器

一般来说，本发明涉及电信系统，更为具体地讲，是涉及用于例如压缩、解压缩、扰码、去扰码、差错编码、差错检测、纠错等的代码转换的方法和设备，其中在复用的通信信道中的每个通信信号利用不同的编码技术。

如图1所示，各种通信信号，例如音频信号、视频信号、数据等等在从一个源设备，例如在无线通信系统中的移动交换中心到一个目的设备，例如在该无线通信系统中的基站控制器的途中经常要进行代码变换。出于本说明书清楚的目的，术语“代码转换”定义为包括相对于数据压缩、加扰和/或差错检测和纠错的编码和/或解码。

通常，连接源设备到目的设备的通信链路传送多个通信信号。当多个通信信号在中途被进行代码转换时，往往在源设备的目的设备的通信链路中插入一个代码转换器库(transcoding bank)。通常，在链路中的所有通信信号是利用相同的编码技术进行代码变换的，因此，代码转换器库包含多个编码器，每个通信信号一个，这些代码转换器的每一个都是按照适合的编码技术组成进行代码转换的。

但是，有一些系统，在这些系统中在链路中的一些通信信号是利用一种编码技术进行代码转换的，同时在相同通信链路中复用的另外一些通信信号是利用第二种编码技术进行代码转换的。这种系统的一个例子是全球移动通信系统GSM。在GSM中，移动交换中心向基站控制器发送多个64kbps的音频信号，然而，基站控制器希望接收的并不是所发送的这个64kbps的音频信号，而在某些情况下是压缩向16kbps音频信号，在另外一些情况下是高度压缩的8kbps音频信号。为实现这种变换，需要一种多编码器代码变换器，该代码变换器能够对那些需要从64kbps向16kbps(和反之亦然)代码变换的音频信号和需要从64kbps向8kbps(反之亦然)变换其他信号进行代码转换。

图2表示插入在源和目的设备之间的半双工多编码器代码转换器库203的框图。由于示范性的原因，仅表示出信号流是在一个方向上。很显然，对于本专业的技术人员而言，全双工的结构可根据该半双工结构和该半双工结构的镜像的组合被设计，但是具有来自源和目的设备之一或者来自二者的相关的信令。

图3表示典型的多编码器代码变换器库203的结构的框图。多编码器代码转换库203包括多路分解器301，多路分解输入的各通信信号和将它们分配给相应的各多编码器处理单元，每个处理单元一个通信信号以便进行代码变换；还包括再复用已代码变换的各通信信号以便传输到目的设备的多路复用器303。按照这种结构，每个处理单元被组成能够根据适合的编码技术对一个通信信号进行代码变换，因此叫做多编码器处理单元。例如，就上述的GSM系统而论，每个处理单元最好被组成为能够将一个64kbps音频信号压缩为16kbps或者8kbps。在这种结构中，多路分解操作和对应的多路复用操作是简单的，因为多路分解器总是精确地分配一个通信信号到每个处理单元。另外，多路分解操作和对应的多路复用操作是固定静态的，因为一个通信信号可以总被发送到相同的处理单元，而不管应用到该通信信号的编码技术是否变化。

因为输入到每个多编码器处理单元的通信信号可以要求由任何支持的编码技术来处理，所以每个处理单元必须能够：

(1)在一个具体的场合下，区分待应用的要求的编码技术，或者通过在带内信令情况下检查该通信信号本身，或者在带外信令的引导下在控制器(未示出)的控制下；和

(2)支持所有的有关代码转换技术，则要求该处理单元具有计算能力，支持各种编码技术的主要计算强度。

图3的结构是有优点的，因为无论源设备或目的设备都不需要知道哪种编码技术将被应用到某一信号上。源设备或目的设备也不需要涉及将各个通信信号传达到正确代码转换器库以实现那信号所要求的代码转换。

然而，当所支持的编码技术具有明显不同的计算复杂性(即，要求执行不同的计算周期量)时，图3的结构是有缺点的。在这种情况下，当一个多编码器处理单元处理低复杂的编码技术时，该处理单元明显利用不足。另外，当一个系统仅具有一小部分要求更复杂的编码技术的通信信号时，则该代码转换器库超过设备要求(over—engineercd)，从而有可能比需要更为昂贵。

图4表示另外一种支持多编码器代码转换的结构。按照这种结构，多个单编码器的代码转换器库被使用，每个编码器支持一个有关的编码技术。然而，按照这种技术，该设备不能通过一个单一的链路发送所有通信信号，而必须负责将要求一种编码技术的所有通信信号发送到一个代码转换器库和将要求另外一种编码技术的那些信号发送到另外一个代码转换器。当源设备是现存的设备，不能设计成执行这种分配功能时，由于要求源设备和/或目的设备大量的重新设计来处理这种分配功能，所以这种结构是有缺点的。

图5表示类型#1的单编码器代码转换器库405的特征部分的框图，包括同于多路分解输入的各通信信号和分配它们到各相应的单编码器处理单元以便进行代码转换的多路分解器501，和重新复用所有已代码转换的通信信号以便传输到目的设备的复用器503。类型#2的单编码器代码转换器库407与类型#1的单编码器代码转换器405制造类似。按照这种结构，每个处理单元能够根据仅一个编码技术对通信信号进行代码转换，因此称为单编码器处理单元。在这种结构中，多路分解操作是简单、静态和直接转移的，因为每个处理单元能够处理每个通信信号。

图5的结构是有优点的，因为每个处理单元被相同地组成，执行相同的编码技术。但是，这种方法存在着一些缺点。源必须提供一种分离功能，保证各信号被发送到适当的代码转换器库，和保证目的地知道多个代码转换器作为它的输入。另外，在一般的情况下，源和目的设备在系统操作的管理中执行不同的功能。例如在GSM系统中，移动交换中心选择每个通信信号要被转送的信道，而基站控制器选择哪种编码技术将被应用到每个通信信道上。因此，源和目的设备必须按照信号路由管理和编码技术被同步。这种源和目的设备的重新设计的管理和在它们之间增加的通信链路以前是没有要求的。

本发明的一个说明的实施例接收多个多路复用的通信信号，将它们多路分解，和然后根据信号要求的代码转换的类型分离和传送每个通信信号到一个给定的处理单元。该实施例最好由两个处理单元库组成。在第一库中的每个处理单元最好对同时并存的一个或多个通信信号执行一种编码技术。在第二库中的每个处理单元最好对同时并存的一个或多个信号仅仅执行另外一种编码技术，或者执行两种编码技术。通过知道哪种信号要求哪种编码技术，该说明的实施例利用分组理论和动态资源分配可以将每个信号传送到一个适当的处理单元以便进行代码转换。其结果是与现有技术相比多信号多编码器的代码转换器库平均要求较少的处理单元或低成本的处理单元。

图1表示在现有技术中在移动交换中心和基站控制器之间的单编码器代码转换器库的结构。

图2表示在现有技术中在移动交换中心和基站控制器之间的多编码器代码转换器库的结构。

图3表示图2所示的多码器代码转换器库的详细结构。

图4表示在现有技术中在移动交换中心和基站控制器之间的多个单编码器代码转换器库的结构。

图5表示图4所示的一个单编码器代码转换器库的详细结构。

图6表示示例性实施例的结构的框图。

图6描述示例性实施列的方框图，该方框图最好包括：输入导线211、输出导线213、控制器601、交换装置603、交换装置605、N个处理单元611—1至611—N组成的库，和M个处理单元613—1到613—M组成的库。为示范性的缘故，信号流被表示为仅在一个方向进行(即半双工操作)。对于本专业的技术人员来说十分清楚，可根据本发明所公开的原理，设计本发明的全双工结构的实施例的。例如，全双工的结构可以根据半双工结构与该半双工结构的镜像的组合来实现，但具有来自移动交换中心和基站控制器之一，或者来自两者的相关的信令信息。

该示例性实施例的操作概述如下。交换装置603从输入导线211提取复用的通信信号，在控制器601的控制之下，分离和传送它们到各个处理单元。每个处理单元按照与该处理单元有关的编码技术对发送给它的通信信号进行代码转换。每个处理单元而后传送经代码变换的通信信号到交换装置605，交换装置605将这些信号重新复用以便通过输出导线213传输到基站控制器。

在该示例性实施例中，输入导线211最好能够传送多个通信信号(例如，半双的音频、视频或数据信号)，每个信号将要按照一种特定的编码技术进行代码转换。为了说明目的，术语“代码转换”定义为包括具有数据压缩、扰码和/或差错检测和纠错的编码和/或解码。例如，被用于音频压缩、视频去扰或数据纠错的本发明的各实施例都是代码转换的通信信号的各实施例。

在输入导线211上的通信信号最好是或者以时分复用方式(例如，作为在E—1或DS—1电路上的信道或子信道)或者作一种信元码流(例如，作为异步传输模式，帧中继或者诸如在CDMA系统中其他的以分组数据为基础的网络的一部分)被复用的。

无论源或目的设备(例如，移动交换中心或基站控制器)与该说明的实施例通信，通信信号要利用以下的编码技术进行代码转换：(1)由输入导线211传输的带内信令是各种通信信令的一部分，或者(2)通过由输入导线或其它的路由传送到该示例性实施例的带外信令。

当利用带内信令时，控制器610可以以任意两种方式得到该信令信息。首先，控制器601可以利用输入信号码流的抽头(例如，导线627)简单地监视所有通信信号本身。另外每个处理单元可以对正在进行代码转换的那些通信信号的带内信令解码和而后经由以知的机制(未示出)发送信令信息到控制器601。当利用带外信令时，最好是由交换装置603分别分离出信令信息和经由导线621将其送到控制器621。

在该示例性实施例中，每个处理单元611—1至611—N和613—1至613—M最好是相同的独立的数字信号处理器。每个处理单元611—1至611—N还最好被配置成为专门执行一种编码技术(下文称之为“GSM全速率”技术)的单编码器处理单元。每个处理单元613—1至613—M也最好被配置成专门执行另外一种编码技术(下文称之为“GSM半速率”技术)的单编码器处理单元。在一些实施例中，对于每个处理单元613—1到613—M被配置成既执行半速率也执行全速率编码技术是有优势的。

应当理解，虽然每个处理单元最好被配置成“单编码器”，但并不意味着每个处理单元仅能同时对一个通信信号进行代码转换。在该示例性实施列中，通信信号代表话音全速率编码技术将64kbps脉码调制信号代码转换到16kbps信号(或相反)。而半速率编码技术将64的ps脉码调制信号代码转换到8kbps信号(或相反)。事实上，半速率技术的计算工作量是全速率技术的四倍，因此，能够利用全速率技术代码变换的每个处理单元611—1至611—N变换的通信信号量是每个能够利用半速率技术代码变换的处理单元613—1到613—M的四倍。

控制器601经由上面描述的带内或带外信令最好知道哪个输入通信信号要利用全速率技术代码变换，而后控制交换装置603将这些信号传送到那些具有能代码变换这些信号的空闲容量的处理单元611—1到611—N。同样，控制器601经由带内或带外信令也最好知道哪个输入通信信号要利用半速率技术代码转换，并控制交换装置603将这些信号传送到那些具有能代码转换这些信号的空闲容量的处理单元613—1到613—M。

在该示例性实施例中，因为通信信号可以在要求的全速率技术和半速率技术之间变化，所以控制器601最好能够重新指示通信信号从一个半速率编码器转向一个全速率编码器，反之亦然。另外，当半速率编码器的计算复杂性显著大于全速率编码器时，最好是，该所说明的实施例包括少于处理单元613的处理单元611。控制器601最好是将处理单元611—1到611—N和处理单元613—1到613—M作为资源库，并能够动态地分配任何输入的通信信号到任何处理单元。通常，这要求该控制器601保持一个哪些处理单元具有空闲容量和哪些处理单元部分地或全部地从事一个或多个通信信号的代码转换的表。

交换装置603可以包括多路分解器、交换装置、时分总线，或者是能够在控制器601的控制下动态地传送一个或多个输入通信信号到任何处理单元的任何其他技术。由于现有技术中的代码转换器结构不能使一个或多个输入信号被传送到在该代码转换器库中的任何一个处理单元中去，所以现有技术中的代码转换器库不能被认为是一种真正的集中控制的各种处理单元，或者能够采取通过集中控制技术发挥在代码转换中所有固有处理能力的优点。

类似地，交换装置605可以包括各复用器、交换矩阵、时分总线，或者是在控制器601的控制下将来自相应各处理单元的已代码转换的信号重新复用到输出导线213上。换言之，交换装置605的功能是有益地执行了交换装置603的逆功能。本专业的技术人员将十分清楚，交换装置603可以是和交换装置605一样的物理装置，具体来说，其中使用了时分交换技术。由交换装置603和交换装置605执行的分离和去分离功能是动态的，因此一般说来比在图3和图5中的代码转换器所执行的多路分解和多路复用的操作更为复杂。

Claims

1.一种设备，包括：

一个能够传送第一通信信号、第二通信信号、第三通信信号、和第四通信信号的输入导线(211)，所述第一通信信号和所述第二通信信号用第一编码技术进行代码转换，和所述第三通信信号和所述第四通信信号用第二编码技术进行代码转换；

一个能够传送第一已代码转换的通信信号、第二已代码转换的通信信号、第三已代码转换的通信信号、和第四已代码转换的通信信号的输出导线(213)，其特征在于：

配置成仅执行所述第一编码技术的第一处理单元(611—1)，用于接收所述第一通信信号和用于用所述第一编码技术代码变换所述第一通信信号，产生所述第一已代码转换的通信信号；

配置成仅执行所述第一编码技术的第二处理单元(611—2)，用于接收所述第二通信信号和用于以所述第一编码技术代码转换所述第二通信信号，产生所述第二已代码转换的通信信号；

第三处理单元(613—1)，用于接收所述第三通信信号和用于以所述第二编码技术代码转换所述第三通信信号，产生所述第三已代码转换的通信信号；

第四处理单元(613—2)，用于接收所述第四通信信号和用于以所述第二编码技术代码转换所述第四通信信号，产生所述第四已代码转换的通信信号；

第一交换装置(603)，用于从所述输入导线上接收所述第一通信信号、所述第二通信信号、所述第三通信信号、和所述第四通信信号，用于分离所述第一通信信号、所述第二通信信号、所述第三通信信号、和所述第四通信信号、和根据要施加到每个通信信号上的编码技术，传送第一通信信号到所述第一处理单元、所述第二通信信号到所述第二处理单元、所述第三通信信号到所述第三处理单元和所述第四通信信号到所述第四处理单元；和

第二交换装置(605)，用于从所述第一处理单元接收所述第一代码转换的通信信号，人所述第二处理单元接收所述第二代码转换的通信号，从所述第三处理单元接收第三代码转换的通信信号，和从第四处理单元接收第四代码转换的通信信号，和用于综合所述第一代码转换的通信信号、所述第二代码转换的通信信号、所述第三代码转换的通信信号和所述第四代码转换的通信信号，以便在所述输出导线上传输。

2.一种设备，包括：

一个能够传送多个复用的通信信号的输入导线(211)；

一个能够传送多个复用的已代码转换的通信信号的输出导线(213)；

配置成对至少一个通信信号执行第一编码技术的第一处理单元(611—1)，以对于每个通信信号产生一个已代码转换的通信信号；

配置对至少一个通信信号执行所述第一编码技术的第二处理单元(611—2)，以对于每个通信信号产生一个已代码转换的通信信号，其特征是：

配置对至少一个通信信号执行所述第二编码技术的第三处理单元(613—1)，以对于每个通信信号产生一个已代码转换的通信信号；

配置成对至少一个通信信号执行所述第二编码技术的第四处理单元(613—2)，以对每个通信信号产生一个已代码转换的通信信号；

一个控制器(601)；

接收所述多个复用的通信信号的第一交换装置(603)，用于分离所述多个复用的通信信号和用于在所述控制器的控制下将一个或多个所述通信信号传送到所述第一处理单元、所述第二处理单元、所述第三处理单元和所述第四处理单元的任何一个；和

接收所述已代码转换的通信信号的每一个的第二交换装置(605)，用于去分离所述已代码转换的各通信信号，形成所述多个复用的已代码转换的通信信号，和用于在所述输出导线上发送所述多个复用的已代码转换的通信信号。

3.一种设备，包括：

一个能够传送第一通信信号、第二通信信号、第三通信信号、第四通信信号、第五通信信号和第六通信信号的输入导线(211)、以致于所述第一通信信号、所述第二通信信号、所述第三通信信号和所述第四通信信号利用第一编码技术进行代码转换，和所述第五通信信号和所述第六通信信号利用第二编码技术进行代码转换；

一个能够传送第一已代码转换的通信信号、第二已代码转换的通信信号、第三已代码转换的通信信号、第四已代码转换的通信信号、第五已代码转换的通信信号和第六已代码转换的通信信号的输出导线(213)，其特征是：

接收所述第一通信信号和所述第二通信信号的第一处理单元(611—1)，用于利用所述第一编码技术代码转换所述第一通信信号产生所述第一已代码转换的通信信号，和用于利用所述第一编码技术代码转换所述第二通信信号产生所述第二已代码转换的通信信号；

接收所述第三通信信号和所述第四通信信号的第二处理单元(611—2)，用于利用所述第一编码技术代码转换所述第三通信信号产生所述第三已代码转换的通信信号，和用于利用所述第一编码技术代码转换所述第四通信信号产生所述第四已代码转换的通信信号；

用于接收第五通信信号的第三处理单元(613—1)，和用于利用所述第二编码技术代码转换所述第五通信信号产生所述第五已代码转换的通信信号；

用于接收第六通信信号的第四处理单元(613—2)，用于利用所述第二编码技术代码转换所述第六通信信号，产生所述第六已代码转换的通信信号；

连接到所述输入导线的第一交换装置(603)，用于从所述输入导线分离所述第一通信信号、所述第二通信信号、所述第三通信信号、所述第四通信信号、所述第五通信信号和所述第六通信信号，和用于将所述第一通信信号和所述第二通信信号传送到所述第一处理器，将所述第三通信信号和所述第四通信信号传送到所述第二处理器，将所述第五通信信号传送到所述第三处理器和将所述第六通信信号传送到所述第四处理器；和

连接到所述输出导线的第二交换装置(605)，用于从所述第一处理单元接收所述第一已代码转换的通信信号和所述第二已代码转换的通信信号，从所述第二处理单元接收所述第三已代码转换的通信信号和所述第四已代码转换的通信信号，从所述第三处理单元接收所述第五已代码转换的通信信号，和从所述第四处理单元接收所述第六已代码转换的通信信号，和用于综合所述第一已代码转换的通信信号、所述第二已代码转换的通信信号，所述第三已代码转换的通信信号，所述第四已代码转换的通信信号、所述第五已代码转换的通信信号，和所述第六已代码转换的通信信号，以便在所述输出导线上传输。

4.权利要求1或2或3的设备，其中所述输入导线还能够传送一个带内信号，该信号指示第一通信信号是利用所述第一编码技术，还是利用所述第二编码技术进行代码转换的。

5.权利要求4的设备，其中所述第一交换装置根据所述带内信令将所述第一通信信号传送到一个特定的处理单元。

6.权利要求1或2或3的设备，还包括一个带外信令信道，该信道指示第一通信信号是利用所述第一编码技术，还是利用所述第二编码技术进行代码转换的。

7.权利要求6的设备，其中所述第一交换装置根据所述带外信令将所述第一通信信号传送到一个特定的处理单元。