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TFO和TrFO

TFO 是Tandem Free Operation 的缩写,是在呼叫建立后通过两个TC(编解码器)对所使用的Codec进行带内协商完成,使得移动用户之间的呼叫可以避免在发端和收端侧进行不必要的语音 编解码转换,从而提高话音质量。虽然不需要TC进行编解码转换,但TC要一直监视进行中的呼叫,所以TFO并不节省TC资源。TFO在GSM、R99都有 应用。

TrFO是 Transcoder Free Operation的缩写,是一种带外的协商机制,可通过MSC SERVER之间的信令进行协商,使得网络可以在呼叫建立前就对Codec的类型和模式进行协商,经协商后,移动用户之间的呼叫可以完全不经过编解码器, 从而提高话音质量。因为采用的是带外的协商机制,所以TrFO不需要TC资源,从而节省了昂贵的TC资源及其带来的功耗。TrFO的另一好处是分组承载中 使用时可以节省网络带宽,因为话音可以以AMR 12.2 kbps的速率在核心网中传输。TrFO是使用ATM或IP承载的R4网络特有的技术。

TFO与TrFO
* TFO :
* Tandem Free Operation
* 是一种带内的通信协议
* TrFO :
* Transcoder Free Operation
* 是一种带外的Transcoder控制协议

TFO
* TFO 是一种基于目前GSM网络中使用的方法
* TFO 在UMTS中使用需要一些修改
* UMTS将语音编码变换点从
BSC移到了核心网MGW
* TFO在呼叫建立之后对使用的编解码进行协商
* 使得手机到手机的呼叫可以避免在发端和收端侧进行不必要的语音编解码转换
* TFO可以明显提高话音质量和减少时延
* 由于多次的话音压缩/解压缩处理会降低端到端话音质量,增加话音时延
* TFO既可以在BICC网络中实现也可以在传统的TDM承载网络中实现。

TrFO
* 网络可以在呼叫建立前就对编解码的类型和模式进行协商,如果两端使用的编解码一样,则对于移动到移动的呼叫可以完全不经过Transcoder
* TrFO的好处同样是可以提高话音质量,并且在分组核心网中可以优化网络带宽
* 话音是以
AMR 12.2 kbps的速率而不是64kbps在核心网中传输
* 由于移动网内的呼叫可以不使用Transcoder,还可以节省设备投资
* TrFO是UMTS R4定义的新功能,可以看作是对TFO的补充

R99R4在功能上差别比较小,主要是引入了TrFO功能。由于话音编码器对话音编码是有损压缩,每经过一次编解码会降低话音质量,因此减少语音解码次数可以改善语音质量。同时减少语音解码次数还可以减少话音的传输时延和节省网络设备功率。
为充分利用空中接口和无线接入网的带宽资源,WCDMA采用了AMR压缩语音编码,其最大编码速率为12.2kbit/s,在R99阶段,核心网电路域基 于TDM承载方式,语音采用64kbit/s的PCM编码,因此R99MSC一个很重要的功能即具备语音编解码处理(TC)功能,但是语音编解码容易降低 话音质量,特别是对于移动用户之间的呼叫,需要进行两次语音编解码。相反,如果不采用编解码既有助于提升话音质量,还可节省网络的带宽。

在R99阶段,可通过TFO实现AMR话音的透传,以减少语音编解码造成的话音质量损伤,而在R4阶段,则通过TrFO减少语音编解码次数。

TrFO采用带外信令编解码控制功能(OoBTC)实现,不仅适用于移动与移动间呼叫,也适用于移动网络与外部网络的呼叫。此技术引入的优势是在呼叫双方采用相同语音编解码类型的情况下,可实现压缩语音的透传。

3GPP介绍TrFO业务的协议为TS23.153协议,称为OoBTC(OutofBand Transcoder Control),其主要功能如下:

呼叫建立时协商编解码类型,避免插入TC;

具备TrFO中断和恢复处理能力;

编解码控制部分需要支持编解码类型扩展的能力;

TrFO建立过程或者TrFO中断/恢复过程不应引起明显时间延迟;

在最合适的位置插入TC以节省带宽;

在Nc接口呼叫控制过程应当支持TrFO的编解码协商、编解码更改、编解码能力列表协商、编解码重新协商编解码能力列表重新协商等功能;

在Iu接口和Nb接口应当支持TrFO,如承载能力更改。

二、TrFO建立流程

下面以移动用户之间呼叫为例说明TrFO呼叫建立过程,配置如图1所示,涉及的网络实体包括:RNC-T/O、MSCServer-T/O、MGW-T /O、TBE(TrFOBreakEquipment)、Iu FP term-T/O、RANAP和TICC。其中,T表示终止方,O表示发起方。

图1MS-MSTrFO呼叫建立流程

移动至移动用户TrFO呼叫建立过程分为3个阶段:编解码协商阶段、网络侧承载建立阶段、RAB指配阶段。

编码协商阶段是MSC-O和MST-T之间确定编码类型;网络侧承载建立阶段是MGW-O和MGW-T建立终端T3和T2,并实现二者的互通;RAB指配阶段指MGW-O和MGW-T建立与RAN-O/T互通的终端T4和T1,并与RAN互通。基本过程如下:

1.当RNC-O与RNC-T之间建立TrFO呼叫时,RNC-O通过RANAP协议向MSCServer-O发起请求(请求信息中包括发起方支持的编码类型,例如为x,y,z);

2.MSCServer-O通过BICC协议将收到的请求信息通过IAM(InitialAddress Message)消息直传至MSC Server-T;

3.MSC-Server-T通过UTRAN与RNC-T建立连接,在接收到RNC-T响应的CALLCONFIRMED消息(消息中包含RNC-T支持的编码类型,例如为v,w,x);

4.MSCServer-T通过Mc接口(H.248协议)请求MGW-T建立一个新端点,该端点用于MGW-T与MGW-O进行用户面的互通;

5.MGW-T根据MSCServer-T发送的请求,建立新端点T3,并将关于端点T3的信息通过响应消息发送给MSCServer-T;

6.MSCServer- T根据RNC-T上报的编码类型(v,w,x)与经由MSCServer-O发送的编码类型(x,y,z)进行比较,根据优先级确定双方都支持的编码类型 (x),并通过BICC协议将确定的编码类型(x)发送给MSC Server-O。该过程为编码协商过程,用于确定MSC Server之间共同支持的编码类型。

7.MSCServer-O通过H.248协议建立MGW-O中与MGW-T互通的终端T2,并控制MGW-O发起与MGW-T之间的连接建立过程,MGW-T响应MGW-O的建立请求消息之后,二者之间的承载建立,这为网络侧承载建立阶段。

三、TrFO的实现对网络的要求

从前面的呼叫建立流程不难发现TrFO功能的实现需要终端、无线接入网以及核心网的相关功能实体的配合。

终端与网络需配合完成编解码协商过程,编码协商过程可以在呼叫建立阶段进行,也可以在呼叫建立之后进行(例如切换或重定位)。以呼叫建立阶段为例,发起方 终端需向网络表明其支持的编码类型,网络分析收到的编码列表,根据网络能力删除不支持的编码类型,然后向前转发修改后的列表,接受方则结合自己的能力判断 有无共同的编码类型,若有则网络为终端之间建立免编解码连接,无线接入网需根据协商的结果分配相应的承载资源,若没有,则需在传输路径上插入TC单元。

1.TrFO对MS的要求

TrFO对MS的要求是终端需能够向网络表明其支持的编码类型,从协议的角度上来说,终端需要在其发起的Setup(对于主叫)和Callconfirmed(对于被叫)消息中表明其支持的编码类型,这通过消息中的“SupportedCodecs”信息元素来体现。

2.TrFO对UTRAN的要求

对于UTRAN来说,需根据协商的结果分配相应的承载资源,本质上来说即根据协商确定的编码类型配置相应的承载参数,如由于压缩语音的传输一般使用支持模式的UP协议传输,UTRAN需采用支持模式来承载压缩语音。

3.TrFO对核心网的要求

对于核心网来说,为了成功建立TrFO呼叫,需具备编解码协商能力,在TrFO不成功时应能在传输路径上插入TC,并支持在切换、呼叫前转等特殊呼叫情况 下的编解码重新协商的能力,从协议的角度来说,无论RANAP、Iu-UP、BICC、H.248还是Nb-UP均需要做相应的扩展。

四、TrFO与TFO的区别

TrFO和TFO均可建立免编解码的连接,但是两者的实现机制和应用场合却不相同。

TrFO是基于带外信令方式建立,在呼叫建立前建立,建立成功后可节省TC资源,而TFO是在呼叫建立后通过带内信令协商建立,其建立的实体为TC,建立成功后并不直接节省TC资源。但TFO提供更快的回退至正常模式的机制。

TFO不是WCDMA特有的技术,可以在GSM网络中应用,而TrFO则是专为WCDMAR4设计的。

如何在保证服务质量的前提下尽量的节省设备和系统的资源开销,是运营商建设网络时需要考虑的问题。在WCDMAR4阶段引入TrFO技术后,对于节省网络带宽和提高网络服务质量均有重要意义。


posted on 2011-06-06 22:22 风筝 阅读(1394) 评论(0)  编辑 收藏 引用
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