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TFO&TrFO原理2©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.Agenda3©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.传统GSM网络中2G用户之间互通使用PCM编码方式需要更多的传输带宽PCMPCMEFRFR/HRGCPBICCBSSAPGSMGSMMGWBSCBSSAPBSCMSCServerTranscoderTranscoderPCMEFRFR/HRMSCServerGCPMGWMSMS语音编解码器降低了语音质量语音编解码器降低了语音质量4©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.AMR（AdaptiveMulti-Rate）简介§以前的移动通信语音编码都是采用了固定的编码速率和相同的容错度，而AMR语音编码则是让容错度随无线信道和传输环境的改变而改变，因此称之为自适应。AMR中的每种语音编码速率都提供了不同的容错度，实际的语音速率主要取决于现存的无线信道环境。§AMR提供8种语音全速率编译码以及6种语音半速率编译码：FRAMR：12.2，10.2，7.95，7.40，6.70，5.90，5.15，4.75kbit/sHRAMR：7.95,7.40,6.70,5.90,5.15，4.75kbit/s§UMTS-AMR2：主要是为了3G与2G互通时端到端免编解码，除了与UMTS-AMR的执行周期不同外，其它均相同。上行执行周期为40ms，兼容GSM中的HR-AMR5©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.IP传输网中的语音传送方式比较IPBackbone64kbps158.4kbps22.8kbps020406080100120140160PCMcodedspeechoverIPAMRTDMreferenceTransmissionbandwidth(kbps)AMR压缩语音在IP传输网中，如果仍然以PCM的方式传送语音，则会带来带宽的巨大浪费，从节省传输带宽的角度考虑，在核心网内一般采用AMR压缩语音传输方式6©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.PCMPCMAMRAMRAMR,compressedspeechGCPGCPBICCBSSAPGSMGSMMGWBSCBSSAPBSCMGWMSCServerMSCServerTranscoderTranscoderTranscoderIP传输网内2G用户之间互通IPTransportEFR/FR/HREFR/FR/HR采用AMR压缩语音传输方式来节省传输带宽，但这样又增加了两次代码转换，进一步降低了语音质量。7©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TFO（TandemFreeOperation）§TFO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，使语音包直接插入并复写PCM帧码流，从而有效旁路编解码转换，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。§如果两个编解码转换器有一个不支持TFO协议或是编解码类型不匹配，则“Tandem”汇接操作就会发生：编解码转换器将对一侧的编码方式进行汇接，转换成为另一侧所需要的编码方式。§TFO在GSM、R99网络中都有应用。8©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TFO基本原理64kbps的抽样脉冲中包含:-压缩语音帧，控制比特位以及在最后两个LSB中的TFO信息-在6个MSB中传输PCM语音流125us=8000samples/s……MGWcompressedspeechbitsPCMspeechbitsTFOlink……compressedspeechbits20ms=50frames/sLinkwithcompressedspeechGCPre-packagingdecoding9©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TFO带内信令消息125us=8000samples/s…TFOmessagebitsPCMspeechbitsTFO消息:每隔16个PCM采样传送1bit(LSB)(500bit/s)TFO信令长度：30–160bits10©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TFO下移动网2G用户互通Nc:BICCwithOoBTCAMRoverIP/ATMMSCServerTFONbMGwMGwBSCTFO带有TFO功能的编解码器BSCCompressedspeechinCNBSSAPMSC/TSCServerAMREncodeDecodeDecodeRe-pack.TFOAMRDecodeTFORe-pack.AMR125μs20msLSBMSB在Nb接口上只有AMR编码的语音流，大大减少了传输带宽TFOLink(64Kbits/s)TrFOLinkRe-pack.AMR编码的压缩语音在PCM帧的LSB上传送11©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.Nc:BICCwithOoBTCAMRoverIP/ATMMSCServerTSCServerTranscoderPCMNbMGwMGwBSCTFOTranscoderwithTFOPSTNCompressedspeechinCNBSSAPPCMDecodeAMREncodeDecodeRe-pack.TFOAMRAMRRe-pack.DecodeTFOAMRDecodePCMEncodeISUPTFO下GSM网络与固网的互通12©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TrFO（TranscoderFreeOperation）§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，则是通过TrFO减少语音编解码次数。§TrFO是一种带外的协商机制，可通过MSCSERVER之间的信令进行协商，使得网络在呼叫建立前就可以对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。§在分组承载中使用时可以节省网络带宽，因为话音可以AMR12.2kbps的速率在核心网中传输，是使用ATM或IP承载的R4网络特有的技术13©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.TrFO基本原理（3G用户之间互通）TrFOConnection,AMRend-to-endMGWMGW6)SelectedCodec3)SupportedCodecs4)SelectedCodecs2)BICCIAM5)BICCAPMSelectedCodec(AMR)GCPGCP7)Bearerset-up-+8)UPinit1)SupportedCodecsCodecList(AMR,G.711)MSCServerMSCServerNboverATMorIPTransportUEUERNCRNCIuIu14©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.MGWMGWGCPGCPPCMBICC(OoBTC)RANAPISUPAMRMSCServerDetailsExternalNetworkPSTN,ISDN,PLMNTranscoder(AMRtotheedgeofthenetwork)RNCMSCServer3GTrFO下3G移动网与固网互连互通15©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.AMRAMR,compressedspeech(TrFOconnection)PCM+AMR(TFOconnection)MGWMGWBICC(OoBTC)GCPGCPMSCServerMSCServerRANAPBSCBSSAPATMorIPTransportTranscoderwithTFOGSMWCDMARNCTrFO-TFO互操作（2G-3G用户互通）16©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.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§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网络设计的，是对TFO的补充。17©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.§改善语音质量–TrFO实现端到端AMR编码–不需要额外的编解码转换操作§节省传输带宽–IP传输可以节约70%的传输带宽–在网络边缘进行编解码操作§降低投资成本–减少对编解码转换器的需求–减少对中间设备的需要（DXC，Router，ATMSwitch，等）BRe2ecompressedAMRvoiceMMSS语音IP承载IPBackbone19.8kbpsTransmissionbandwidth(kbps)PCMTDM01020304050607064kbpsAMRIP70%BandwidthSaving提高服务质量/降低投资和运维成本/面向全IP网络演进18©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.语音IP组网的相关技术(1)－语音免编解码操作（TrFO/OoBTC）MGWMGW语音免编解码操作（TrFO）§整个网络话音通路无编解码，保证高话音质量§端到端传送AMR压缩语音，大大节省IP传输带宽MSCServerMSCServerGCPGCPRNCRNCWCDMAWCDMA6)SelectedCodec3)SupportedCodecs4)SelectedCodecs2)BICCIAM5)BICCAPMSelectedCodec(AMR)7)Bearerset-up+8)UPinit1)SupportedCodecsCodecList(AMR,G.711)OoBTCcodecXcodecZ(TrFOconnection;AMRpayloadend-to-end)MGWMGWRNCRNCcodecYIPBackbone64kbps158.4kbps22.8kbps020406080100120140160PCMcodedspeechoverIPAMRTDMreferenceTransmissionbandwidth(kbps)AMR压缩语音19©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.语音IP组网的相关技术（2）TrFO/TFO固定与移动3G网互联互通建议充分利用移动网压缩编码(AMR),节省带宽TranscoderFreeOperation(TrFO)MGWMGWGCPGCPPCMBICC(OoBTC)RANAPISUPAMRMSCServerDetailsExternalNetworkPSTN,ISDN,PLMNTranscoder(AMRtotheedgeofthenetwork)RNCMSCServerWCDMA20©2008Ericsson(China)RN.Allrightsreserved.语音IP组网的相关技术（3）TrFO/TFO移动网3G用户互通MGWMGWAMR6)SelectedCodec3)SupportedCodecs4)SelectedCodecs