在用户台之间执行数据通信的方法、交换装置和电信系统 本发明与在一个移动无线电通信网的一个第一用户台与能接至所述移动无线电通信网的一个第二用户台之间执行数据通信的方法、交换装置和电信系统有关。第二用户台可以通过互联网和/或传统的公众电话交换网接至移动无线电通信网。
具体地说，本发明与在移动无线电通信网的一个移动台与接至一个数据网(诸如遵从互联网协议(IP)的数据网)的一个第二用户台之间执行数据通信的技术有关。这样的第二用户台例如可以是一个由能支持互联网协议的工作站上专用互联网电话硬件或软件构成的互联网电话机。
移动无线电通信网可以是一个基于GSM(全球移动通信系统)的移动无线电网，例如在德国的D1、D2或E加无线电通信网。
在公众电话交换网(PSTN)中，通常每个参与呼叫的用户都用一个独立的电话手机，用来送话和受话。这种传统的电话手机可以是无线电话手机(使用户可以自由地在屋内运动)，采用模拟或数字传输技术，即使是在接至一个传统的公众电话交换网(如德国的德国电信)时。几个传统的电话机可以在一个小交换机系统内互连，这个小交换机系统将这些电话机与一个或多个外部线路(传统的线路或ISDN线路)互连。
此外，大多数用户现在还拥有在一个移动无线电通信网登记的移动无线电话机。移动无线电话机完全采用数字传输技术与移动无线电通信网内地实体，例如其中的移动业务交换中心，进行通信。移动无线电话机之间或一个传统的电话手机与一个移动无线电话机之间的呼叫通过移动无线电通信网和公众电话交换网传送。
除了直接将一个电话呼叫从一个公众电话交换网送至一个小交换机系统(PBX)，现在还可能先将呼叫送至一个计算机网。这样的计算机网例如可以是由一个公司内部网构成的。计算机网的已用软件或硬件升级到能像一个传统的电话机和/或互联网电话机那样工作的普通工作站可以是计算机网的一部分。这样的基于计算机的电话机越来越普遍，可以预料在电话通信中至少有一方使用基于计算机的电话机而不是传统的电话手机。一些计算机网或内部网以及它们所互连的包括电话软件/硬件的工作站已经用互联网协议通信。这种情况可参见Linden decarmo的综述论文“互联网电话标准”(“InternetTelephone Standards”，PC Magazine，February 18，1997，pages 185to 187)。
虽然运行电话软件的工作站和/或移动无线电通信网的移动无线电话机就它们的数字语音编码/解码单元而言构成相当先进的单元，但模拟的语音在送入相应电话机的拾音器后仍然必需数字化和加以压缩，因为在可用传输信道内对带宽有所限制，例如呼叫仍需通过公众电话交换网传送时。如果例如一个呼叫是由数字移动无线电通信网的一个移动无线电话机发起的，那么这个呼叫要经受几个语音编码/解码级才最终到达被叫用户台。由于每个编码/解码都要引入误差，因此这样几级的解码/编码处理会大大降低在被叫用户台接收的语音质量。
例如，在GSM网与互联网技术中所用的压缩协议并不是相同的，因此就需要有几个编码/解码(音频数据压缩/解压缩)级。
如果互联网电话将来越来越普遍，就网络利用观点而言，将网络单元发起的呼叫从电话网传送到IP网(IP即互联网协议)可能是明智的。将对一个移动用户的呼叫在一个IP网内直接传送给服务的移动业务交换中心的可能性打开了IP网的拥有方与移动业务运营方之间进行协作的新的可能。例如，一个从互联网电话机发起的国际呼叫可以在IP网内传送，而不用在公众电话交换网PSTN内传送。
移动台与工作站之间的呼叫建立过程
目前可以设想在一个移动无线电通信网的一个移动无线电话机(第一用户台)与运行电话或互联网电话软件的一个工作站(可接至移动无线电通信网的第二用户台)之间建立一个呼叫的几种可能性，如下面结合图7至11所说明的那样。本发明利用了所有这样的呼叫建立的可能性。
a)移动台对接至IP网的工作站的呼叫
图7a示出了电话通信系统的一个例子，有一个移动台通过天线向移动无线电通信网PLMN的一个交换装置BSC/MSC用数字方式(TDMA方法)发送数字编码的语音。这里，交换装置包括一个基站控制器BSC和一个移动业务交换中心MSC。基站控制器BSC本身包括一个音频数据(语音)编码/解码装置，在图7a中标为CODEC。
基本上，如下面结合图7b详细说明的那样，移动台MS始发的呼叫要在音频数据编码/解码装置内解压缩，使得带宽为64 kBit/s的数据率可以通过公众电话交换网PSTN发送给公司内部网。在这里，呼叫可以通过一个小交换机系统PBX传送到接有各个工作站WS1，WS2，…，WSn的数据网(IP网)。由于工作站WS1，WS2，…，WSn都运行一个数字电话网，因此从PSTN来到的数据经数字解码后由工作站WS内的一个音频数据(语音)编码/解码装置CODEC执行最终的数/模变换。图7a中的PBX具有一个CODEC，它能用WS支持的协议对所接收的语音进行压缩(即编码)。
图7a中的呼叫建立过程如下。移动台MS发送一个呼叫建立消息，其中包括由PBX服务的第二用户台的呼叫号码。因此，PBX必需具有被叫的第二用户台(即运行电话软件的工作站)希望所有为它到达的呼叫都转到在工作站上运行的互联网电话软件的信息。在这种情况下，PBX需要执行PSTN与在工作站上运行的互联网电话软件之间的协议转换和语音编码。由于例如互联网电话采用基于分组的传输，因此PBX必需还执行模拟-分组变换。虽然一侧的移动台MS和另一侧的工作站都采用非常先进的数字编码和传输技术，但在基站控制器BSC和PBX内仍要执行中介的语音编码/解码。这样就会降低音频数据(语音)质量，减慢传输过程，如图7b所示。
图7b示出了对于图7a所示情况在压缩/解压缩期间的数据率。在①处，移动台内的一个模/数变换器将模拟的语音变换成一个64kBit/s的PCM信号。移动台MS的CODEC将这个PCM信号压缩到13kBit/s(在全速率编码的情况下)发送给交换装置。在③处，基站控制器BSC的CODEC将13 kBit/s的PCM数据解压缩成64 kBit/s的PCM数据。在④处，网关例如用G.723将进入的64 kBit/s的PCM数据压缩成例如6.3 kBit/s的PCM。最后，在⑤处，工作站WS执行6.3kBit/s数据的解压缩、执行D/A变换和输出声音。由于用了两次(有损)语音编码，从而降低了声音的质量。这样，在工作站接收到的声音就不同于在GSM网内的。虽然图7b示出的是对于GSM全速率语音编码的情况，因为在计算机上实现相当容易，但应看到采用为GSM规定的其他语音编码器，例如用半速率语音编码(GSM06.20(原ETS300581-2)：“欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；半速率语音转换编码”)或增强全速率编码(GSM06.60(原ETS300762-1))的语音编码器，同样会出现相同的问题。
图8示出了电信系统的另一种配置，移动台与工作站之间的通信通过PSTN和互联网实现。PSTN与互联网通过一个互联网的PSTN网关IG进行通信。IG是一个由PSTN或PLMN运营方运行的服务器。这里，工作站WS用一个运营方为这个互联网电话装置(即在这个工作站上运行的软件或硬件)颁发的号码标识。
因此，在建立一个呼叫时，移动台呼叫一个由运营方颁发的第二用户台的号码。在呼叫到达互联网的PSTN网关服务器IG时，服务器将建立在网关与互联网电话机之间使用的协议。呼叫期间，它将执行互联网电话与从PSTN到达的普通电话呼叫之间的协议变换。显然，互联网与运行电话软件的工作站可以通过全数字的分组传输通信。尽管如此，在基站控制器BSC内仍然要执行音频数据的编码/解码(压缩/解压缩)，再将呼叫送入PSTN。
b)PLMN的工作站/移动台对IP网的工作站的呼叫
图9示出了移动台MS接到一个运行互联网电话程序的计算机WS上的电信系统。呼叫从移动业务交换中心MSC通过一个直接接入单元DUA送至互联网，再从那里送至接有一些也运行互联网电话程序的工作站WS的公司内部网。
由于在呼叫建立过程中不涉及PSTN，整个呼叫可以处理成一个数据呼叫而不是语音呼叫。移动无线电通信网利用第二用户台的用户名和IP地址(或全限定域名)通过互联网将这个数据呼叫送至第二用户台WS。移动无线电通信网在这种情况下是透明的，就用户而言，这个呼叫就像两个在互联网上运行互联网电话程序的计算机之间的任何其他呼叫。
然而，在这种情况下，在作为纯数据呼叫传送语音数据时，只能用9.6 kBit/s的数据率。因此，在WS处的声音质量要比语音呼叫中的差。GSM网在不久可以提供其他的解决方法，将使纯数据呼叫的数据率提高到现在的四倍，但用到语音呼叫上将远比普通的语音呼叫贵。
c)工作站对接至移动台的计算机的呼叫
图10示出了一个配置在内部网内的数据网(IP网)的一个工作站WS建立对一个接至移动无线电通信网PLMN的移动台MS的工作站WS的呼叫的电信系统。由于互联网采用面向分组的传输，PLMN已用GPRS(普通分组无线电业务)功能作了扩展，允许面向分组的传输。
这样一个GPRS系统包括GPRS服务支持节点SGSN和GPRS网关支持节点GGSN以及其他部分。在这种情况下，呼叫也处理为纯数据呼叫。
在要建立一个连接时，移动无线电通信网内的某个单元知道要呼叫的计算机(即第一用户台WS/MS)的IP号码。这个单元是GPRS网关支持节点，它知道应将数据发送给哪个GPRS服务支持节点。因此，工作站WS首先连接到这个单元GGSN，它就知道怎样通过移动台MS建立与接至移动台MS的计算机WS的连接。
虽然这样的呼叫建立过程在原理上是可行的，但既不经济，效率也不高，因为GPRS网是专为处理短数据突发串设计的，而不是为像数字化语音那样的连续长数据流设计的。
d)通过互联网/PSTN接至IP网的工作站对移动台MS的呼叫
图11示出了工作站发起的呼叫通过互联网和互联网PSTN网关服务器传送到PLMN再传送给移动台MS的电信系统。这里，工作站WS利用网关服务器IG的IP地址与它接触。此后，工作站WS提供移动电话机MS的呼叫电话号码。于是，网关IG用这个号码进行普通的PSTN-MS呼叫。通话期间，网关IG对在工作站WS与网关IG之间遵从互联网电话协议的语音进行解压缩，而对于相反方向，对从PSTN接收到的语音数据进行语音压缩。
因此，如图11所示，有两个地方要执行语音压缩/解压缩(编码/解码)，即在BSC和IG。显然，这对语音质量有着不良的影响。
在图7至11所示的这些例子中，运行互联网电话程序的工作站可以是接在IP网上的任何计算机，它运行互联网电话程序，使用户可以通过IP网向任何其他用户或运行互联网电话程序的任何其他工作站进行呼叫。如果用户可以接入一个互联网PSTN网关，他就也能通过这个网关对任何其他普通电话机进行呼叫。
互联网PSTN网关服务器IG起着一个在互联网与PSTN之间的网关的作用。它能建立对任何使用普通电话号码的电话机的连接。它也能通过知道IP地址和用户名连接一个使用工作站的用户。这个网关可以含有一个与电话号码相应的IP号码的数据库。这个网关也可以是小交换机系统PBX的一部分，即它可以是小交换机的一部分。网关利用呼叫建立阶段在服务器与互联网电话程序之间商定的协议执行从未压缩的64kBit/s数字语音(从PSTN接收到的)到压缩了的语音的转换。在相反方向上，它对来自IP网的语音进行解压缩后送至PSTN。
虽然在图7至11中PSTN(公众电话交换网)根据电话号码将呼叫传送到正确的目的地，但是在呼叫建立阶段它能查询沿这个路由的各交换机的能力(例如是否所有交换机提供对一定业务的支持等)。还应注意的是，即使是在像图11那样的配置中，所有话务都是以数字方式传送的，虽然仍可以有一些模拟交换机存在。
如以上结合图7至11所说明的那样，可以设想，通过各种路径，例如直接通过互联网或间接通过PSTN再通过互联网，在移动台和运行电话软件的工作站之间可以建立呼叫。也可以将一个运行电话软件的计算机接至移动台，再类似地建立对一个运行互联网电话软件的工作站的呼叫。
然而，由于几次的压缩/解压缩，在移动台与工作站之间的传输路径上语音质量受到了不良影响。
因此，本发明的目的是提供一种保证在移动无线电通信网的一个第一用户台与能接至移动无线电通信网的一个第二用户台之间高语音质量的方法、交换装置和电信系统，特别是在第二用户台使用在计算机上运行的电话软件的情况下。
这个目的用这样一种在一个移动无线电通信网(PLMN)的一个第一用户台(MS)与可接至所述移动无线电通信网(PLMN)的一个第二用户台(WS)之间执行数据通信的方法来达到，其中至少所述第一用户台(MS)包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)，这种方法包括下列步骤：从所述第一或第二用户台(MS)向所述移动无线电通信网(PLMN)的一个交换装置(BSC，MSC/VLR)发送一个呼叫建立消息，请求在所述第一与第二用户台(WS，MS)之间建立一个呼叫；根据所述呼叫建立消息确定所述第二用户台(WS)是否为也包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)的类型；如果所述第二用户台(WS)也包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)，断开所述交换装置(BSC，MSC/VLR)内的一个音频数据编码/解码装置(DECOD)；以及在所述第一和第二用户台(MS，WS)用所述各自的编码/解码装置(CODEC)对音频数据进行编码/解码，通过所述交换装置(BSC，MSC/VLR)传送所述经编码的音频数据，在所述交换装置(BSC，MSC/VLR)内不加任何音频数据编码/解码。
此外，这个目的还用一种在一个移动无线电通信网(PLMN)的一个第一用户台(MS)与可接至所述移动无线电通信网(PLMN)的一个第二用户台(WS)之间传送数据的所述移动无线电通信网(PLMN)的交换装置(BSC，MSC/VLR)来达到，其中至少所述第一用户台(MS)包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)，这种交换装置包括：一个具有两个状态的音频数据编码/解码装置(CODEC)，在第一状态对从所述第一/第二用户台接收到的数字音频数据进行编码/解码，而在第二状态直接通过从所述第一/第二用户台接收到的数字音频数据，不加任何音频数据编码/解码；一个用户台类型确定装置(SSTDM)，用来根据在呼叫建立阶段所述第一或第二用户台(MS)发送的呼叫建立消息确定所述第二用户台(WS)是否为包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)的类型；以及一个控制装置(CNTRL)，用来在所述用户类型确定装置(SSTDM)确定所述第二用户台(WS)为也具有一个独立的音频数据编码/解码装置(DECOD)的类型时将所述交换装置的所述音频数据编码/解码装置(CODEC)切换到所述第二状态。
此外，这个目的还用一种电信系统(PLMN，PSTN，INTRANET；INTERNET，IP-NET)来达到，这种电信系统包括：一个接有至少一个具有一个音频数据编码/解码装置(CODEC)的第一用户台(MS)的移动无线电通信网(PLMN)；一个接有至少一个第二用户台(WS)的内部网；以及一个接在所述移动无线电通信网(PLMN)与所述内部网之间的互联网和/或公众电话交换网(PSTN)，其中所述移动无线电通信网(PLMN)包括一个在一个第一与一个第二用户台(MS，WS)之间传送数据的交换装置(BSC，MSC，VLR)，它包括：一个具有两个状态的音频数据编码/解码装置(CODEC)，在第一状态对从所述第一/第二用户台接收到的数字音频数据进行编码/解码，而在第二状态直接通过从所述第一/第二用户台接收到的数字音频数据，不加任何音频数据编码/解码；一个用户台类型确定装置(SSTDM)，用来根据在呼叫建立阶段所述第一或第二用户台(MS)发送的呼叫建立消息确定所述第二用户台(WS)是否为包括一个音频数据编码/解码装置(CODEC)的类型；以及一个控制装置(GNTRL)，用来在所述用户类型确定装置(SSTDM)确定所述第二用户台(WS)为也具有一个独立的音频数据编码/解码装置(CODEC)的类型时将所述交换装置的所述音频数据编码/解码装置(CODEC)切换到所述第二状态。
因此，按照本发明，移动无线电通信网的交换装置包括一个具有两个状态的音频数据编码/解码装置。在第一状态，对来自移动台或要发送给移动台的数字音频数据进行普通的压缩/解压缩。在第二状态，来自/送至移动台的数字音频数据直接通过交换装置，而不加任何编码/解码处理。
音频数据编码/解码装置选择在第一状态还是第二状态由一个用户台类型确定装置确定。每当用户台类型确定装置确定第二用户台是一个接到一个互联网协议网的运行电话软件的工作站计算机时，用户台类型确定装置就认识到未经压缩的数字数据可以直接向工作站发送。根据这个决定，控制装置将交换机的音频数据编码/解码装置切换到它的第二状态，使得第一与第二用户台(移动台与工作站)之间的数据可以自由传送而不加任何额外和不必要的编码/解码处理。由于避免了不必要的语音压缩/解压缩处理，因此改善了语音质量。
按照电信网的配置情况，移动无线电通信网的交换装置或者从一个主叫工作站接收到一个表明这个工作站不需要经压缩/解压缩的语音数据的消息，或者本身可以查询被叫第二用户台是否为一个支持计算机电话软件的用户台。最好，移动无线电通信网的交换装置、公众电话交换网的网关交换机或互联网的PSTN网关接有一个各自的存储器，其中录有第一和第二用户台的具体情况。因此，无论发起呼叫的是移动台还是工作站，都能保证呼叫建立后没有不必要的语音压缩/解压缩。
下面将参照附图结合本发明的实施例对本发明进行说明。在这些附图中，相同或类似的标号标记的是相同或类似的部分。
在这些附图中：
图1示出了按本发明设计的移动无线电通信网的交换装置BSC/MSC/VLR；
图2示出了图1所示交换装置的工作情况的流程图；
图3示出了本发明的在移动台MS通过互联网呼叫工作站WS情况下的实施例；
图4a示出了本发明的在移动台MS通过互联网或公众电话交换网PSTN呼叫工作站WS的情况下的实施例；
图4b示出了在呼叫如图4a所示通过PSTN传送的情况下的数据率；
图5示出了本发明的在工作站WS通过互联网和/或PSTN呼叫移动台MS的情况下的实施例；
图6示出了本发明的在工作站WS通过互联网和PSTN呼叫移动台MS的情况下的实施例；
图7a示出了在移动台MS通过PSTN呼叫工作站WS时的语音压缩/解压缩的例子；
图7b示出了图7a所示情况的数据率；
图8示出了移动台MS通过PSTN和互联网呼叫工作站WS的例子；
图9示出了移动台MS呼叫工作站WS作为数据呼叫直接通过互联网的例子；
图10示出了接至移动台工作站(计算机)WS通过互联网和GPRS系统受到工作站WS呼叫的例子；以及
图11示出了工作站WS通过互联网和PSTN呼叫移动台MS的例子。
图1示出了本发明原理的概要，特别示出了一个独创性的交换装置，它由一个具有一个音频数据编码/解码装置CODEC的基站控制器BSC和一个移动业务交换中心/访问用户位置寄存器MSC/VLR构成。应注意的是，图7至10所示的网络互联的任何方式都可用于图1，如在图1中示意性地用“互联网”和“PSTN”所示。也就是说，具有一个音频数据编码/解码装置CODEC的第一用户台MS/WS接在移动无线电通信网PLMN上。第一用户台可以是一个移动台MS。
第二用户台WS，最好是一个运行互联网电话软件/硬件的工作站WS，通过一个IP网接在一个内部网内。如图7至11所示，在所述移动无线通信网PLMN与所述内部网之间可以接着一个互联网和/或一个公众电话交换网。还配置有图7至11中所示的其他一些单元，如PBX、IG等。
按照本发明，基站控制器BSC的音频数据编码/解码装置CODEC有两个工作状态。在第一状态，对从所述第一用户台接收到的数字音频数据进行压缩，而对从所述第二用户台(即从所述移动业务交换中心)接收到的数字音频数据进行解压缩，反之亦然。在第二状态(直通状态)，无论是从所述移动业务交换中心MSC/VLR还是从所述第一用户台MS/WS接收到的任何数字音频数据都直接通过而不加任何编码/解码(压缩/解压缩)处理。如图1所示，控制装置CNTRL将CODEC切换到它的第一或第二工作状态。
值得推荐的是在移动业务交换中心MSC/VLR配置一个用户台类型确定装置SSTDM。SSTDM确定所述第二用户台WS是否为包括一个音频数据编码/解码装置CODEC的类型。也就是说，第二用户台可以是一个传统的电话手机、移动台或运行互联网电话软件/硬件的工作站。
在移动台MS/WS向交换装置BSC/MSC/VLR发送一个呼叫建立消息请求建立对第二用户台WS的呼叫时，确定装置SSTDM确定第二用户台WS是否具有它自己的音频数据编码/解码装置CODEC。也就是说，确定装置SSTDM检验第二用户台WS是否能完全理解移动台(或接至移动台的工作站)发送的数字数据(处在未经压缩的状态)。确定装置SSTDM可以确定受呼叫的第二用户台的类型的几种方法在下面说明。
最重要的是，用户台类型确定装置SSTDM在确定第二用户台能完全处理移动台MS产生的数字数据时将基站控制器BSC内的CODEC控制成处在它的第二工作状态(直通状态)。因此，至少避免了在BSC的CODEC内一直执行的压缩/解压缩(编码/解码)处理，从而改善了语音质量。
还应指出的是，如果是第二用户台向它的网关服务器发送呼叫建立消息、最终送至移动无线电通信网PLMN的移动业务交换中心MSC/VLR，也可以执行同样的过程。也就是说，在这种情况下，确定装置SSTDM并不确定被叫的第一用户台是否具有一个独立的音频数据编码/解码装置(因为显然移动台将始终包括这样的装置)，但它在这种情况下将确定主叫的第二用户台WS是否支持IP协议，即是否具有它自己的音频数据编码/解码装置CODEC。在第二用户台通过互联网和/或PSTN接至PLMN的不同互连情况下确定第二用户台是否具有自己的音频数据编码/解码装置CODEC的方法在下面说明。
因此，如果假设移动台MS(第一用户台)始终能产生数字编码的语音(音频)数据，那么确定装置SSTDM只需要确定被叫或主叫的第二用户台是否也具有它自己的独立的音频数据编码/解码装置CODEC。如果是，就没有必要在基站控制器BSC的装置CODEC内执行进一步压缩，因此确定装置SSTDM命令基站控制器BSC采取它的第二工作状态。
图2示出了这种独创方法的一个实施例，也就是在第一或第二用户台向MSC或相应的网关服务器发送一个呼叫建立消息时的呼叫建立过程。
在步骤S1，一个用户台发送一个呼叫建立消息，例如是在一个数字移动无线电通信网内。这个建立消息包括一个用户台号码，它可以是保留给一个接至IP网的计算机使用的。因此，在步骤S2，确定装置SSTDM查询这个呼叫应接至哪个IP地址和哪个用户名。步骤S2同样也用于第二用户台发起呼叫的情况。
在步骤S3，移动业务交换中心MSC(交换装置)最好是利用直接接入单元DAU通过IP网建立对第二用户台(例如是一个在工作站计算机WS内运行的互联网电话程序)的连接。在这过程中，利用在IP协议上发送的ITU H.24控制信号，检查接收单元的能力(例如是否支持GSM语音编码)，通过例如通知一个终端用户程序询问是否IP网的服务器程序能适用于终端用户，然后等待对这呼叫的应答。也就是说，呼叫建立前，在步骤S3，确定装置SSTDM用ITU H.245控制信号确定被叫(主叫)的第二用户台WS是否支持音频数据压缩/解压缩。
于是，在步骤S3建立第一与第二用户台之间的呼叫。如果在步骤S3呼叫建立成功，移动业务交换中心MSC就命令基站控制器BSC不对来自移动台MS的语音解码(压缩)，而使进入的数据直接通过移动业务交换中心MSC，再通过IP网传送给第二用户台，即在工作站计算机WS内运行的电话程序。因此，如果在步骤S2、S4已确定第二用户台WS支持音频数据压缩/解压缩，就在步骤S5断开基站控制器的解码/编码器。在步骤S6，利用以GSM语音编码扩展的ITU H.323标准交换音频数据。如果在步骤S2已确定第二用户台不是一个能支持语音解码的第二用户台，基站控制器BSC内的CODEC就留在它的第一状态，在通话期间不断执行语音编码/解码(压缩/解压缩)处理。
然而，如果已确定第二用户台WS能很好地执行语音解码(解压缩)，第二工作站内的程序就对接收到的数据进行语音解码，通过接在工作站WS上的扬声器或耳机输出语音。在相反方向上，运行电话软件/硬件的计算机对通过拾音器接收到的语音(音频)进行模数变换，为呼叫分段和语音编码。在这种情况下，信息通过IP网传送给移动业务交换中心MSC后直接送至基站控制器(它的CODEC切换到第二工作状态)，基站控制器不执行数字/数字变换或者说语音编码，只是从事将数据通过空间接口原封不动地发送给第一移动用户台。因此，图2同样适用于无论是第一还是第二用户台通过呼叫建立消息发起呼叫的情况。
因此，在从移动台至IP网的工作站的方向上，移动台对模拟语音(音频)执行模数变换，而这个经数字编码的数据透明地传送到运行能将接收到的数据数字解码成模拟语音的电话软件的工作站计算机WS。同样，在从工作站计算机WS至移动台MS的方向上，工作站WS执行数字编码，经数字编码的数据通过移动业务交换中心送至移动台，在基站控制器BSC内不加任何编码解码处理。
也就是说，在一个呼叫建立消息是从一个互联网电话计算机WS发送给数字移动台MS时，工作站计算机WS内的程序接至它的IP网的网关服务器，这个服务器起着例如一个通向PSTN的网关的作用。例如，当PSTN内的接至网关的交换机得知呼叫是对一个移动用户的，而且来自一个能执行音频数据语音编码(GSM语音编码)的IP网单元，它就利用经扩展的信令系统7向移动无线电通信网的网关MSC询问第一用户台此时所连接的移动业务交换中心是否能接受一个来自IP网的呼叫。如果能，PSTN的交换机就向网关交换机返回这个移动业务交换中心MSC内服务器部分的IP地址。网关交换机再通知第二用户台(工作站WS的计算机)的互联网电话程序，利用以上提到的ITU H.323协议直接建立对这个IP地址的连接。在这个呼叫建立期间，移动业务交换中心MSC标明用户忙，并返回一个用来标识这个用户的漫游号码，来自IP接口的呼入需转至这个号码。正如下面可看到的那样，MSC内的服务器部分由一个直接接入单元DAU构成。同样，移动业务交换中心MSC得知呼叫来自一个能执行音频数据语音编码(例如GSM语音编码)的IP网单元(工作站)后，就控制基站控制器BSC的音频数据编码/解码装置CODEC，使它工作在第二状态。
在工作站WS内可以用任何已知技术进行语音编码和解码，无论是用硬件和软件还是只用软件。考虑到移动台为了以TDMA方式向BSC发送已经执行了模数变换，因此在BSC内“音频数据编码/解码”实际上是指数据在传送给MSC前的语音编码/解码和/或压缩/解压缩。作为这样的语音编码/解码的例子可以在ETST标准文件中看到，例如见GSM 06.10(原ETS 300 580-2)：“欧洲数字蜂窝电信系统(阶段2)；全速率语音转换编码”，这是标准。还有Jutta Degener的论文“数字语音压缩”(“Digital Speech Compression”Dr.DobbsJournal 12/1994)，其中论述了语音编码/解码。同样，在“标准文件ITU(国际电信联盟)建议书G.711(μ律和A律压缩和G.723)中论述了互联网电话程序能执行语音编码/解码和从数字到模拟语音直接变换的情况。
音频数据编码/解码装置CODEC配置在BSC内只是作为一个例子，它可以配置在移动无线电通信网PLMN的其他地方。虽然将第二状态描述成数据通过BSC内的CODEC的一个状态，但可以看到，控制装置也能执行使到达BSC的数据完全转变方向，根本不通过BSC。例如，在一个GSM网内，可以将CODEC设置在一个基站，也可以将CODEC设置在一个基站控制器(BSC)。本发明的一个重要特点是BSC可以控制CODEC接通式断开，无论它配置在哪里。
如上所述，本发明关注的是将语音(音频数据)作为数据传送的情况。然而，如结合图9所示的数据呼叫所说明的那样，在一个GSM网内，语音呼叫和数据呼叫是严格区别的。纯数据呼叫不具有一个语音呼叫的带宽。但是，数据呼叫中的所有数据都原封不动地在GSM网内传输，不加任何语音解码/编码，否则便会导致数据呼叫中数据的损失，因为所有的GSM语音编码器都是有损的(它们会由于解码/编码而损失信息)。因此，应当理解，在所举的这些实施例中，音频数据不是作为数据呼叫传送的，而是作为语音呼叫传送的，采用传统的较宽带宽，在交换装置内可能加编码/解码，但本发明避免了不必要的编码/解码。
图1和2概括地示出了本发明的原理，下面将结合图3至6说明本发明的方法、交换装置和电信系统的具体实施例。对于建立呼叫来说，在网络配置和呼叫建立情况上，这些实施例可以结合以上图7至11所示类似情况来看。
移动台对接至IP网的工作站的呼叫
图3示出了与图9相应的本发明的电信系统的实施例，工作站WS是一个与互联网(通过一个网关服务器)连接的IP网(内部网)的一部分。互联网通过一个直接接入单元DAU与移动无线电通信系统PLMN的移动业务交换中心通信。有一个第一存储装置DB接至移动业务交换中心MSC。交换装置BSC/MSC配置成如图1中所示。第一存储装置DB含有一系列表目，列出了一些第二用户台的号码、它们的IP地址和用户名之间的对应关系。例如，MSC可以访问第一存储装置DB，查找出具有“普通”电话号码1234567的第二用户台实际上与一个IP地址(IP电话号码)127.0.0.1和一个关联用户名bsub关联。由此，移动业务交换中心MSC就能确定电话号码为1234567的工作站实际上是一个属具有自己的音频编码/解码装置类型的用户台。MSC从而得出没有必要在BSC内执行音频数据编码/解码，因此可以控制(CNTRL)BSC内的CODEC，使它工作在不执行语音编码/解码的第二状态。
也就是说，如果第一用户台MS向MSC发送一个呼叫建立消息，MSC就通过查阅第一存储装置DB内的表目分析被叫的电话号码。因此，当它得知被叫的电话号码是接在一具数据网(如互联网)内的第二用户台的电话号码时，它就从第一存储装置DB读出与这个电话号码相应的IP-地址或全限定域名。此后，MSC将询问第二用户台WS，它是否支持音频数据(语音)编码/解码(GSM语音编码/解码)。如果第二用户台支持这样的语音编码/解码，MSC就命令BSC断开对这个呼叫的GSM语音编码/解码。如果第二用户台的程序不支持GSM语音编码，就商定和采用另一个协议，在这种情况下MSC执行从数字语音到所用协议的转换，在相反方向上则方式相反。原则上，从数据库读出IP地址就足以确定B用户设备(即第二用户台)是否支持GSM语音解码/编码装置。在WS的用户可能由于某种原因(例如在软件更新期间、出现故障等)已停用了对GSM语音CODEC的支持，因此最好应保证在PLMN内的DODEC断开前CODEC真正能运行。
在两个方向上，呼叫于是通过互联网直接从移动业务交换中心传送给数据网。对于协议商定来说，控制信号利用H.245通过IP网交换，而语音数据利用扩展的H.323交换。
从图3还可以看出，无论是一个移动台MS还是一个与移动台MS连接的工作站发起呼叫在这里没有什么不同。在这两种情况下，BSC内的CODEC都断开，如果第二用户台WS支持GSM语音编码/解码，这由MSC内的用户台类型确定装置SSTDM通过查阅第一存储装置DB确定，如前面所述。
图4a示出了呼叫能通过互联网也能通过传统的PSTN传送的本发明的电信系统的实施例。在移动台MS在呼叫建立阶段发送呼叫建立消息时，交换装置向公众电话交换网PSTN的一个网关交换机G-EX(B用户的被叫电话号码所属交换机)发送一个查询消息，查询第二用户台是否支持音频数据编码/解码装置。如果不支持，呼叫就像图7所示那样继续进行。如果支持，MSC就命令BSC在这个呼叫期间断开BSC内的音频数据编码/解码装置。于是呼叫像图7所示那样通过PSTN，然而，不同的是在BSC内不进行音频数据编码/解码。
在图4a所示的也能通过互联网传送呼叫的实施例中，MSC也可以在接收到来自第一用户台的呼叫建立消息后向网关交换机G-EX发送一个查询消息，以便发现呼叫是否通过一个IP网传送。如果回答是肯定的，就向MSC返回IP地址。MSC利用这个地址将呼叫通过互联网传送给IP网。
在图4a中，PSTN的网关交换机G-EX含有受第一用户台MS的电话号码是否属于一个具有音频数据编码/解码装置的类型的第二用户台的信息。
图4b示出了图4a所示情况在通过PSTN传送呼叫时的带宽使用。图4a示出了采用了本发明后的数据率的例子，与图7b所示的传统情况相比较。如图4b所示，在①、②处数据率相同。在③处，由于CODEC断开，因此所用带宽为13kbit/s。在④处，网关只是让数据通过，传给工作站WS。在⑤处，工作站对这13kbit/s的数据解压缩，执行D/A变换后输出声音。犹如上面所述，这种带宽的使用方式并不局限于在移动台MS内所用的特定编码。没有任何限制，可以用硬件编码器将数据压缩到6.5kbit/s，只是在这种情况下声音的质量要稍差一些。
接至IP网的工作站WS对移动台MS的呼叫
图5示出了与图10所示情况相应的本发明的电信系统的实施例。在这种情况下，第二用户台WS用网关服务器GS的IP地址向网关服务器GS发送一个呼叫建立消息，其中给出了移动台MS的电话号码和工作站能通过相应装置执行音频数据编码/解码的信息。
网关服务器GS得知(通过查阅一个第二存储装置DB)被叫电话号码属于一个支持在BSC内的可切换音频数据编码/解码装置和具有一个直接接入单元DAU的移动业务交换中心MSC。在网关服务器GS从第二存储装置DB得知移动无线电通信网PLMN的基站控制器BSC具有一个可在两个工作状态之间进行切换的音频数据编码/解码装置时，它就直接建立对属于MSC的直接接入单元DAU的IP地址的呼叫。
因此，在MSC检测到有一个呼叫到达它的直接接入单元DAU时，MSC可以始终认为呼叫是从一个能执行音频数据编码/解码的第二用户台WS发起的。因此，在这种情况下，MSC可以始终命令BSC对于所有以具体协定方式(例如，通过一个预定部分或特定IP地址，或者利用一个特定协议)来到直接接入单元DAU的这个IP地址的呼叫都切断它的音频数据编码/解码。
对于图5所示的配置，下面将详细说明整个呼叫建立执行过程。第一与第二用户台之间数据通信的各个步骤在图5中分别标为ST1，…，ST10。下面所举的电话号码和IP地址只是些例子，并不是对本发明的限制。
步骤ST1
一个第二用户台(运行互联网电话程序的计算机)WS接至互联网-PSTN网关IG，在呼叫建立消息中纳入对移动台MS电话号码1234567进行呼叫的请求。
步骤ST2
互联网-PSTN网关形成一个对PSTN网关交换机G-EX的连接，通知交换机G-EX有一个具有GSM语音编码能力的互联网电话机要呼叫电话号码为1234567的移动台。
步骤ST3
交换机G-EX从所请求的电话号码1234567得知有一个对移动台MS的呼叫建立请求，来自一个IP网。由于在PLMN内有几个移动业务交换中心MSC，因此交换机G-EX向网关MSC GMSC询问移动台当前所在的移动业务交换中心MSC是否支持IP接口(即直接接入单元DAU)以及直接接入单元DAU的IP地址。如果网关MSC GMSC向交换机G-EX返回的信息表明当前为移动台MS服务的MSC没有IP接口，因而也没有IP地址，那么呼叫现在就像一个普通呼叫那样建立，从互联网电话机WS至PSTN再送至当前为移动台MS服务的MSC。
步骤ST4
网关MSC GMSC要求移动业务交换中心MSC提供移动台MS的漫游号码和MSC的IP地址。
步骤ST5
移动业务交换中心MSC保留漫游号码“01734”，等待IP连接。
步骤ST6
GMSC向PSTN交换机G-EX返回数据，即有关IP地址为“127.0.0.0”的数据。
步骤ST7
PSTH交换机G-EX向互联网-PSTN网关IG返回这数据。
步骤ST8
互联网-PSTN网关IG向第二用户台WS返回IP地址。
步骤ST9
工作站WS建立一个至移动业务交换中心的IP地址的连接，利用对于控制信令的H.245协议建立对移动台“01734”的呼叫，利用遵从H.323的GSM语音编码传送音频数据。
步骤STI0
移动业务交换中心MSC通过直接接入单元DAU接收到一个呼叫，在它得知有一个呼叫挂在直接接入单元DAU时，就立即切断基站控制器BSC内的音频数据编码/解码。然后，建立对漫游号码为“01734”的移动台MS的呼叫。
因此，在图5中，网关交换机G-EX以及GMSC在一个呼叫建立前商定数据是否能直接通过互联网传送到移动业务交换中心的IP地址。如果移动业务交换中心MSC得知有任何呼叫挂在它的直接接入单元DAU，它就能认为没有必要在基站控制器BSC内再执行音频数据编码/解码，因此切断基站控制器BSC的编码/解码装置。
接至IP网的工作站WS通过互联网和PSTN对移动台MS的呼叫
图6示出了利用互联网以及PSTN建立从一个第二用户台WS到移动无线电通信网的一个第一用户台MS的呼叫的配置情况。可以看出，这个配置与图11类似。
工作站WS利用网关服务器IG的IP地址或全限定域名与网关服务器IG接触。在呼叫建立消息中，工作站WS纳入了希望呼叫的移动台MS的电话号码以及一个指出第二用户台WS包括一个音频数据编码/解码装置CODEC(即它能执行GSM语音解码/编码)的参数(信息)。于是，网关服务器IG利用被叫移动台的电话号码进行普通的呼叫(PSTN-MS)。它还向PSTN交换机因而也就是向PLMN的移动台MS当前所在的移动业务交换中心MSC发送有关第二用户台WS能执行GSM语音解码/编码的信息。
根据第二用户台WS能执行GSM语音解码/编码的信息，MSC命令BSC在这个呼叫期间不用执行它的语音解码/编码。呼叫期间，网关服务器IG切换成直通状态，也就是说，它只是传送来自工作站的数据(经数字化编码的语音)。
因此，在图6所示的情况下，MSC通过互联网、网关服务器IG和公众电话交换网PSTN接收到有关第二用户台WS为具有自己的音频数据编码/解码装置的类型的信息。
从对图1至6所示的实施例的说明中可以看到，移动业务交换中心MSC可以始终完全地假设第一用户台MS(即移动台)具有它自己的音频数据编码/解码装置。然而，无论IP网的工作站受到MS的呼叫还是本身发起呼叫，MSC内的用户台类型确定装置SSTDM都接收到有关第二用户台是否为支持一个独立的GSM语音编码/解码装置的用户台的信息。MSC可以从一个存储装置、从PSTN或者就由呼叫挂在它的直接接入单元DAU这个事实直接得到这们的信息。无论是什么情况，都断开BSC内的语音编码/解码。就根据网络配置，呼叫通过互联网或传统的PSTN传送，而BSC内的语音编码/解码保持断开(即工作在第二状态)。
如上所述，本发明的方法，交换装置和电信系统适用于所有一个移动无线电通信系统与一个接有若干能运行互联网电话软件/硬件的工作站的数据网(诸如IP网)交互作用的网络配置。互连和呼叫建立和数据通信可以通过PSTN或通过互联网实现，这取决于第一和第二用户台各自与每个网络的签约情况。虽然以上说明语音编码/解码参照诸如在德国现有的D1、D2或e加移动无线电通信网中的GSM语音编码/解码，但以上的原理普通适用于一个移动无线电通信网通过一个PSTN或互联网与运行电话软件的计算机交互作用的任何情况。因此，GSM在此只是作为一个例子。
显然，根据这里所揭示的原理，熟悉本技术领域的人员可以进行各种修改和变更，因此本发明并不局限于这里所揭示的任何具体实施方式或实施例。所以，所有这样的修改和变更都应列入如在权利要求书中所给定的本发明的专利保护范围。
在各权利要求项中的标号只作例示，并不对这些权利要求所给定的本发明的专利保护范围构成限制。