用于調整已編碼媒體的傳輸?shù)姆椒ê脱b置的制作方法

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專利名稱：用于調整已編碼媒體的傳輸?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于已編碼媒體的傳輸?shù)姆椒ê脱b置，并且具體地說，涉及使傳輸適應不同操作條件的解決方案。
背景技術：
在因特網(wǎng)協(xié)議(IP)系統(tǒng)中，特別是在諸如高速分組接入(HSPA) (即，增強上行鏈路和高速數(shù)據(jù)分組接入)等無線IP系統(tǒng)中，服務必須在各種操作條件下工作。操作條件取決于多個因素
使用的接入類型，如HSPA、專用信道(DCH)承載、GSM演進增強型數(shù)據(jù)率(EDGE)等。
當前用戶的信道條件，即，用戶是具有良好還是差的信道條件。系統(tǒng)中當前小區(qū)負載。
業(yè)務混合，即，是否所有用戶例如在使用IP話音(VoIP),或者是否存在VoIP用戶、#見頻電話用戶和網(wǎng)上沖浪或文件傳送的用戶的混合。
特別是對于HSPA，不同的調度器對不同的用戶產(chǎn)生極不相同的性能。
系統(tǒng)負載。在高負載情況下，路由器在隊列滿時丟棄分組。
所有這些不同的操作條件產(chǎn)生不同的性能問題，并且它們要求不同的調整以便改進VoIP會話的質量。
對于具有自適應多速率(AMR)的電3各交換(CS)話音，可能適應語音編解碼器(也稱為源編解碼器)比特率和信道編碼比特率，以^使
對于良好的信道條件，可使用例如AMR 122等具有高比特率，允許相當小信道編碼量的AMR模式。這產(chǎn)生最高的質量，但對信道差錯的可恢復性(resilient)更低。
對于差的信道條件，可使用例如AMR475等具有低比特率，允許密集信道編碼的AMR模式。這改進了對信道差錯的可恢復性，同時犧牲了一定的純信道性能。
對于在這些極端情況之間的信道條件，可使用例如AMR74等具有適中比特率，允許相當多的信道編碼的AMR模式。
在諸如GSM、 W-CDMA等CS系統(tǒng)中，語音編碼比特和信道編碼比特之和是固定的。然而，對于PS系統(tǒng)，情況不一定如此。此外，對于CS系統(tǒng)，調整源編碼和信道編碼的比特率因此允許為良好的信道條件將語音質量提到最高，并為差的信道條件將可恢復性提到最高。
對于IP系統(tǒng)，視IP系統(tǒng)設計而定，調整比特率可更改或不更改信道編碼量。例如
- 一些IP系統(tǒng)可以類似于CS系統(tǒng)的方式調整信道編碼。
- 一些IP系統(tǒng)可始終添加固定量的信道編碼或固定的調制方案。例如，如果信道編碼是固定的，例如，比率l/2信道碼，則傳送的塊大小始終與在傳送的數(shù)據(jù)分組大小成正比。
- 一些IP系統(tǒng)可具有固定的信道編碼，但在信道條件足夠好時，可允許在同一傳輸塊中發(fā)送若干分組。
-諸如HSPA等一些IP系統(tǒng)可調整信道編碼量和打包到一個傳輸塊中的IP分組數(shù)量兩者。
應明白的是，對于IP系統(tǒng)，調整源編解碼器(如選擇AMR模式) 和信道編解碼器比特率對一些操作方案和一些操作條件起作用，但并非對它們全部起作用。在系統(tǒng)分組速率受限時，比特率調整效果不是很好。在業(yè)界也存在向將源編碼與信道編碼分開發(fā)展的總的趨勢。這種情況下，降低比特率，這將提供更小的IP分組，但這不一定表示自動應用更多的信道編碼(=差錯保護)。
VoIP也要對接入方法的不同組合起作用。一個用戶例如能使用HSPA,而會話中的另一用戶例如可使用EDGE、電信和因特網(wǎng)融合服務及高級網(wǎng)絡協(xié)議(TISPAN)、通用接入網(wǎng)(GAN)/無線局域網(wǎng) (WLAN)或某一類型的數(shù)字用戶線路(xDSL)網(wǎng)絡。這些接入方法可具有不同的屬性，并且設計(或優(yōu)化)用于一種特定接入方法的一種調整方案可能對另一接入方法不是同樣有效。
為進一步使問題綜合化，不同的系統(tǒng)具有不同的能力，這允許以不同的方式調整。一些能力示例有
調制方案和信道編碼中的靈活性。
最小和最大可能傳輸塊大小對不同系統(tǒng)不同。
一些IP系統(tǒng)允許在一個傳輸塊中傳送若干IP分組，其它IP 系統(tǒng)可能不允許此操作。
可能存在對不同系統(tǒng)不同的其它能力。
一個另外的問題是VoIP應用可能不知道它正在使用的接入類型。在蟲奪窩電話中實現(xiàn)的VoIP應用可能知道接入類型，但如果VoIP應用在PC(膝上型計算機)中實現(xiàn)，而PC使用用作調制解調器的蜂窩電話，則VoIP應用與蜂窩電話之間交換此信息所需的信令可能不存在。為簡化實現(xiàn)，可能也希望將源編碼與傳輸分開。任一情況下，VoIP客戶端將只知道其自己的接入類型。信令將不可能被添力。以將第二客戶端在使用的接入類型通知第一客戶端。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)不需要接入類型有關知識的解決方案。這通過為已編碼媒體的傳輸選擇一種使傳送的已編碼媒體有令人滿意的性能的調整方案而實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，每個調整方案定義不同傳輸格式的集合，其中，每個傳輸格式是以下至少兩個特征的組合源編解碼器比特率；分組速率，它與在每個分組中封裝的幀數(shù)量有關 (稱為幀聚集)；冗余級別；以及為冗余使用的偏移量。通過使用不同的傳輸格式，傳輸能適應不同的操作條件，并且性能因此得以改進。因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于使分組交換網(wǎng)絡中已編碼媒體的傳輸適應不同操作條件的方法，其中多個傳輸格式可用。
每個傳輸^^式定義幀聚集、比特率及冗余中至少兩個特征的組合。應注意的是，本領域的技術人員明白，幀聚集能替代為分組速率，其中，
分組速率與幀聚集成反比。方法包括以下步驟
接收所述傳送的已編碼媒體的性能量度是否滿足預定目標的信息，如果所述傳送的已編碼媒體的所述性能量度不滿足所述預定目標，方法包括選擇可用傳輸格式中的另一傳輸格式，直至傳送的已編碼4某體的性能量度滿足預定目標的又一步驟。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于使分組交換網(wǎng)絡中已編碼媒體的傳輸適應不同操作條件的裝置，其中多個傳輸格式可用。每個傳輸格式定義幀聚集、比特率及冗余中至少兩個特征的組合。裝置包括調整控制器，配置為接收傳送的已編碼媒體的性能量度是否滿足預定目標的信息，并基于預定目標評估已接收纟某體的性能，以及如果傳送的已編碼媒體的性能量度不滿足預定目標，則選擇另一傳輸格式。
本發(fā)明有關的一個優(yōu)點是使用不同的傳輸格式改進性能。
又一優(yōu)點是通過具有不同的調整機制，解決方案對不同的系統(tǒng)、不同的系統(tǒng)組合及不同的實現(xiàn)表現(xiàn)健壯。
一個實施例有關的優(yōu)點是也實現(xiàn)了用于向上調整的解決方案。

圖1示出表1,例示了能在一個調整方案中測試的標記為1-7的傳輸格式。
圖2示出表2，例示了對應于表1的傳輸格式編號1的傳輸格式。圖3示出表3,例示了對應于表1的傳輸格式編號4的傳輸格式。圖4示出表4，例示了對應于表1的傳輸格式編號5的傳輸格式。圖5示出表5，例示了對應于表1的傳輸格式編號6的傳輸格式。圖6示出表6，例示了對應于表1的傳輸格式編號7的傳輸格式。圖7根據(jù)本發(fā)明一個實施例，示出在不同狀態(tài)之間的可能轉變的流程圖。
圖8根據(jù)本發(fā)明一個實施例，示出調整控制在接收器中實現(xiàn)的一
種實現(xiàn)。
圖9根據(jù)本發(fā)明一個實施例，示出調整控制在發(fā)射器中實現(xiàn)的一種備選實現(xiàn)。
圖IO根據(jù)本發(fā)明一個實施例，示出調整控制在接收器中實現(xiàn)時詳細的架構。
圖11是調整控制在接收器中實現(xiàn)時用于根據(jù)實施例執(zhí)行向下調整的方法的流程圖。
圖12是用于根據(jù)本發(fā)明又一實施例執(zhí)行向上調整的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)有媒體調整解決方案的主要中心是降低比特率，具體而言是向下調整，即，通過降低比特率適應更差的條件。由于對于IP傳輸，降低比特率并不會自動意味著使用更多的信道編碼(=差錯保護)，因此，現(xiàn)有解決方案不一定在需要時增大抗差錯/差錯可恢復性。
此外，現(xiàn)有技術中沒有允許向上調整且確保在嘗試向上調整時々某體質量不降低的機制。
本發(fā)明的基本思想是為已編碼^某體的傳輸選擇一種使傳送的已編碼+某體有令人滿意的性能的調整方案。與現(xiàn)有技術不同之處在于每個
調整方案定義不同傳輸格式的集合，其中，每個傳輸格式是以下至少兩個參數(shù)的組合源編解碼器比特率；分組速率，它與在每個分組中封裝的幀數(shù)量有關(稱為幀聚集)；冗余級別；以及為冗余4吏用的偏移量。通過使用不同的傳輸格式，傳輸能適應不同的操作條件，并且性能因此得以改進。
注意，術語操作方案在本說明書中涉及在會話中使用的系統(tǒng)和節(jié)點。例如，一個客戶端使用HSPA;另一客戶端使用EDGE;并且它們經(jīng)HSPA、 IP骨干網(wǎng)和EDGE通信(且反之亦然)。術語操作條件在本說明書中意味著用于不同無線接入類型的信道條件和用于骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡負載。這能夠以幾種方式表示。例如
用于相應無線接入網(wǎng)的信道干擾比(C/I);或者
無線接入網(wǎng)的塊錯誤率(BLER)或分組丟失率(PLR);或者
骨干網(wǎng)的分組丟失率；或者
系統(tǒng)負載級別(大體上是用戶數(shù)量)。
才艮據(jù)本發(fā)明，可選擇并測試來自可用傳輸格式的集合的新傳輸格式。在檢測到性能不足時，可選擇新傳輸格式，但應注意，也可獨立于當前性能來選擇和測試新傳輸格式。如果新傳輸格式的性能可接受，則繼續(xù)使用此傳輸格式，否則，嘗試又一傳輸格式，直至找到產(chǎn) 生可接受性能的傳輸格式。如果無法找到可接受的傳輸格式，則存在稱為回退(fall-back)傳輸格式、產(chǎn)生最大可恢復性的"回退，，調整方案，暗指對分組丟失提供最大健壯性量的傳輸格式。這一般是具有最大冗余量的格式。對于允許的冗余，經(jīng)常要定義上限。這是由于以下兩個原因
1) 許多冗余意味著小區(qū)負載的增大，這是因為語音編解碼器只能將源編碼的比特率降到一定量。
2) 冗余帶來了延遲，并且對于實時服務，從可行角度而言，存在延遲上限。
如上所述，一種調整方案包括傳輸格式的集合。不同的傳輸格式可以預定順序進行測試，其中，順序可取決于傳輸差錯的特征，或者順序可取決于確定可接受性能的目標。
傳輸方案的可接受性能意味著選定的傳輸方案的性能高于某個目標，例如，在分組丟失率或幀#^除率方面，或者意指新傳輸方案的性能優(yōu)于先前傳輸方案。
根據(jù)一個實施例，如果可能回到以前使用的傳輸格式，則包括用于測試的機制。這通過將在下面進一步描述的"探測"(即，嘗試使用可恢復性更低的傳輸格式時性能是否將可接受)完成。探測可通過添加冗余信息，通過增大比特率并隨后評估分組丟失率而實現(xiàn)。
現(xiàn)在將例示用于不同操作方案的各種性能問題和通過為每種方案選擇適當?shù)膫鬏敻袷蕉m應操作方案的適當方式概述，以更好地理解本發(fā)明的實施例。
操作方案1:帶有VoIP用戶的HSPA，具有高負載，其中，優(yōu)化調度器用于VoIP:
在系統(tǒng)負載增大時，一些用戶將可能遇到高分組丟失率。然而，優(yōu)化用于VoIP的調度器應確保分組丟失分布適當，并且避免長的分組丟失突發(fā)。
這種情況下，適當?shù)膭幼骺梢允?按順序)
1. 降低編解碼器比特率。
2. 添加冗余、連續(xù)分組，保持降低的編解碼器比特率。
3. 使用幀聚集，保持降低的編解碼器比特率。這些動作可通過使用圖1表1中所示的傳輸格式應用。在步驟1
中，可從傳輸格式1切換到格式2,并隨后在傳輸格式2不滿足需要時切換到傳輸格式3。一些情況下，可能要直接從傳輸格式1切換到傳輸格式3。在步驟2中，傳輸格式5、 6和7可以所示順序使用。此外，步驟3對應于傳輸格式4的使用。
操作方案2:帶有VoIP用戶的HSPA,具有高負載，其中，未優(yōu) 化調度器用于VoIP:
如果調度器未優(yōu)化用于VoIP，例如，Max-CQI或比例公平調度器，則可能存在大量的長分組丟失突發(fā)。
這種情況下，適當?shù)膭幼骺梢允?按順序)
1. 降低編解碼器比特率。
2. 添加帶有偏移的冗余，保持P條低的編解碼器比特率。帶有偏移的冗余意味著冗余比特未連續(xù)插入，相反，它們在分組中散開，這使得此操作在突發(fā)環(huán)境中效果很好。 3.保持P爭低的編解碼器速率，但關閉冗余
操作方案3.帶有VoIP用戶和差信道條件的HSPA。
信道條件差時，解決方案要先降低傳輸塊的大小。這種情況下，
適當?shù)膭幼骺梢允?按順序)
1. 降低編解碼器比特率。
2. 保持降低的編解碼器速率并添加冗余。
3. 保持降低的編解碼器速率并添加帶有偏移的冗余。操作方案4. EDGE
由于EDGE具有多個"編碼方案，，或比特率，因此，在EDGE中添加冗余并不總是可能實現(xiàn)。運營商能夠配置系統(tǒng)以只允許例如帶有2-3 個最低比特率的編碼方案。這種情況下，一般沒有用于添加冗余的空間。然而，運營商也可允許更高的比特率編碼方案。這種情況下，可能使用有限的冗余量。
這種情況下，適當?shù)膭幼骺梢允?按順序)
1. 降^^編解碼器比特率
2. 應用幀聚集
TISPAN
陸線IP網(wǎng)絡可能是比特率受限或分組速率受限。網(wǎng)絡是比特率受限時，適當?shù)膭幼髋c用于帶有VoIP優(yōu)化調度器的HSPA相同。網(wǎng)絡是分組速率受限時，適當?shù)膭幼髋c如下所述用于WLAN的相同。
WLAN
由于WLAN—般是分組速率受限，因此，最佳解決方案是在信道條件惡化時使用幀聚集。
這種情況下，適當?shù)膭幼骺梢允?按順序)
1. 應用幀聚集。
2. 降低編解碼器比特率。3.添力口冗余。
如上所述，一種調整方案包括若千傳輸格式，其中每個傳輸格式
是以下所列的特定組合
-源編碼比特率，即，AMR編解碼器^f莫式。
-打包，即，在每個分組中封裝的幀數(shù)量。
-冗余級別，即，幀傳送的次數(shù)(在不同分組中)。
-冗余偏移，即，是否在每個分組中封裝的幀之間插入"偽"幀。
偽幀是包含不相關數(shù)據(jù)的幀，但它必須包含一些數(shù)據(jù)以便可將該幀識
別為偽幀。
測試的傳輸格式一般按某一順序排序和測試。圖1中的表l描述了可如何構建表示1-7的此類傳輸格式的示例。
設計帶有變化的倒退和可恢復性程度的其它傳輸格式是可能的。倒退是P爭低比特率(即，從AMR 12.2 kbps到AMR 5.9 kbps )或分組速率(即，/人每秒50個分組到每秒25個分組)。
可恢復性是常規(guī)術語，描述傳輸格式抗分組丟失的程度。"可恢復性"經(jīng)常在談論健壯性而不確切量化健壯程度時使用。示例
方案1=1幀/分組，無冗余
方案2=2幀/分組，100%冗余(每個幀傳送兩次) 分組丟失率為10%時，方案1產(chǎn)生10%的幀擦除率，但方案2產(chǎn) 生大約1%的幀擦除率(取決于分組丟失分布的良性程度)。
在圖2 -6所示的表中闡明了圖1的表1中所示的不同傳輸格式1 - 7 。圖2的表2示出表1的傳輸格式1。在表2中所示的傳輸格式中，每個語音幀只在各個分組中傳送一次。因此，分組丟失等于幀丟失。除語音編解碼器模式分別降低到AMR74和AMR59之外，傳輸格式2 和3是類似的。傳輸格式2和3因此提供比特率倒退，這降低了系統(tǒng) 負載。
對應于圖3的表3中所示表1的傳輸格式4的傳輸格式將分組速率/人每秒50個分組降低到每秒25個分組。由于每個分組的開銷由兩個幀共享，IP、 UDP和RTP分組開銷降低，因此，這是有利的。然
而，缺陷是每個丟失的分組失去兩個語音幀。
在對應于圖4的表4中所示表1的傳輸格式5的傳輸格式中，已添加了冗余。由于每個語音幀傳送兩次但在不同分組中，因此，對于單個分組丟失的任何情況，這使得恢復所有語音幀成為可能。例如，如果分組N+3丟失，則在分組N+2中找到幀M+3,在分組N+4中找到幀M+4。如果丟失一行中的兩個分組，則將失去一個語音幀。然而，缺陷是增加了一定的延遲。此外，由于每個幀傳送兩次，因此，重要的是降低源編碼比特率以便使系統(tǒng)負載不比在傳輸格式編號1中的負載更多。
對應于圖5的表5中所示圖1的傳輸格式6的傳輸格式類似于表 4中的傳輸格式，例外是使用了更低的編解碼器模式速率并且所有語音幀在不同分組中傳送三次。因此，即使兩個分組在一行中丟失，也可能恢復所有語音幀。
在圖6的表6中示出了對應于表1的傳輸格式7的傳輸格式。此傳輸格式增大了對甚至更長分組丟失突發(fā)的可恢復性，這是因為添加了帶有偏移的冗余幀，而無需增加太多的額外開銷(NO—DATA幀只稍微增大分組大小)。然而，缺陷是增加了甚至更多的延遲。
表6中所示的NO—DATA幀是"偽"(或空)幀，需要填充在RTP 有效負載中語音幀之間的空間。使用偽幀的必要性取決于有效負載格式。對于AMR有效負載格式，由于在有效負載中封裝的幀必須是連續(xù)的，因此，必需使用這些偽幀。其它有效負載格式可提供避免偽幀的功能。
應明白的是，傳輸格式能無限變化，并且技術人員明白傳輸格式的其它備選。
為驗證在測試的傳輸格式表現(xiàn)良好，可定義在使用傳輸格式時的士某體性能目標。調整目標可以是絕對目標或相對目標。此目標優(yōu)選對不同操作條件不同，并且也可取決于所選的性能量度如果主要的問題是分組丟失，并且分組丟失在時間上分布相當好 (不連續(xù))，則目標應是降低分組丟失率。這能夠以若干方式定義，
例如
調整后的分組丟失率應小于X。/c)(絕對閾值)。
調整后的分組丟失率應P條低Yy。(相對閾值)。如果分組丟失是連續(xù)的，則目標應是降低連續(xù)丟失量。也可能為幀擦除定義目標。如果調整方案包含傳輸格式，其中幀
聚集和/或冗余會更改，則目標應是降低幀擦除率而不是分組丟失率，
這是因為相對于幀聚集和冗余，F(xiàn)ER是"中性的"。目標能夠以若千方
式定義，例如
調整后的幀擦除率應小于X。/。(絕對閾值)。調整后的幀擦除率應降低Y。/0 (相對閾值)。如果幀擦除是連續(xù)的，則目標應是降低連續(xù)幀擦除的量。系統(tǒng)負載和信道均向更差的條件變化并回到更好的條件。因此，
根據(jù)本發(fā)明的實施例，除上述向下調整外，還需要用于向上調整的解
決方案。
如果VoIP客戶端不知道無線電條件，則VoIP客戶端不知道信道條件是否改進以便能夠發(fā)送更大的分組。根據(jù)本發(fā)明實施例，這通過測試是否能發(fā)送大的分組而得以解決。
測試通過"探測"更高比特率而實現(xiàn)。通過保持低編碼模式速率但在分組中包括更多冗余幀，探測以可恢復性方式完成。分組大小將隨后增大，大小類似于在原始狀態(tài)中使用的分組大小。
例如如果在正常狀態(tài)中使用AMR122，則在每分組封裝1幀時， RTP分組大小一般為32字節(jié)。如果向下調整到AMR59和每分組一幀，則RTP分組大小為16字節(jié)。隨后，通過在分組中封裝一個新(非冗余)的語音幀和一個冗余語音幀以便在每個分組中傳送兩個幀，將完成探測。RTP分組大小隨后變?yōu)?2字節(jié)。
圖12的流程圖中示出了用于"向上調整"的解決方案示例1200. 應用帶有低編解碼器模式速率的狀態(tài)。
1201. 才企測分組丟失率(或其它量度)已大大改進，即，性能已改進。
1202. 保持低編解碼器模式速率但添加冗余，以便分組大小增大到正常大小。
1203. 如果分組丟失率仍低，則切換到更高的編解碼器^t式速率。
1204. 如果分組丟失率增大，則回到低編解碼器模式速率狀態(tài)。通過使用冗余，能測試更高的比特率是否可能實現(xiàn)，同時仍不危
及語音質量。
由于向下調整方案對不同的系統(tǒng)不同，因此，優(yōu)選如此部分中所示以適合的順序測試它們中的每一個。此順序可預定，或者順序可以是動態(tài)的，并取決于傳輸差錯的特征或確定可接受性能的目標。測試系統(tǒng)特定傳輸方案的預定順序如何決定的示例有在設計階段決定，即在實現(xiàn)期間。
由運營商決定，即，在構建網(wǎng)絡時。
在呼叫建立時決定，并隨后在整個會話中保持。
在呼叫建立時決定，但在切換(或小區(qū)更改)時更改到另一預定順序。
預定順序的性能也可進行評估。例如，通過統(tǒng)計首先測試的調整方案是要使用的正確方案的次數(shù)。如杲幾乎從未停留在此狀態(tài)中，則這是預定順序不適當并且應更改的指示。
為實現(xiàn)調整，必須在接收器與發(fā)射器之間交換與可用傳輸方案和傳輸方案的結果性能有關的信息。信息可通過使用帶內信令或使用帶外信令交換。帶內信令意味著信息的一些比特(或字節(jié))嵌在/人發(fā)送器到接收器的RTP (實時協(xié)議)流中。帶外信令意味著信息在單獨的分組中傳送，例如，在與包含媒體的分組并行傳送的RTCP (RTP控制協(xié)議)分組中。
在本發(fā)明的一個實施例中，為此信息交換使用了帶內信令。為此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，建議了不同的帶內信令機制。此信令表示為請求，這意味著接收方無需遵從請求。例如，如果會話的B端經(jīng)帶內信
令將某一請求傳送到A端，則它是A端應以特定方式將RTP流編碼并從A端傳送到B端的請求。A端無需遵從請求，例如，在認為請求建議的格式對特定的接入不當時。然而，預期在大多數(shù)情況下將通過完全如預期或者以類似于所請求格式的傳輸格式傳送媒體而遵從請求。
驗證請求已得以遵從并且也基于請求響應而采取必需動作的是請求的發(fā)送方。
在下一部分的示例中使用的帶內信令機制是
CMR (編解碼器模式請求)從一端發(fā)送到另一端以增大或降低編解碼器比特率的請求。
REQ—RED:用于請求冗余傳輸?shù)膸刃帕睢?br> REQ—AGG:用于請求幀聚集的帶內信令。
此外，通過使用RTCPAPP (實時控制協(xié)議應用特定分組)消息，可執(zhí)行調整請求的帶外信令。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的一個示范實現(xiàn)。然而，從上面更早的論述應理解，也存在仍在本發(fā)明范圍內的實現(xiàn)調整方案的其它方式。
本發(fā)明的所述示范實現(xiàn)結合圖7描述，其中使用了帶內信令機制。
應注意，分組丟失值只是指示性的，其顯示只是為了使概念理解更容易。
下面是圖7所示狀態(tài)S1、 S2、 S2a、 S2b、 S3和S4的說明。 Sl: Sl是默認狀態(tài)良好的信道條件。這種情況下，使用最高的編解碼器速率和最高的分組速率。
S2:在此狀態(tài)S2中，降低了編解碼器速率，并且也可能降低了分組速率。此狀態(tài)分成兩個子狀態(tài)(S2a和S2b)。在狀態(tài)S2a中，降低了編解碼器速率。在狀態(tài)S2b中，也降^[氐了分組速率。狀態(tài)S2a 也可涉及逐漸減小編解碼器速率，在其最簡單實現(xiàn)中，它涉及大量降低比特速率，例如，從AMR12,2到AMR5.9。
S3:這是中間狀態(tài)，其中測試了較高的總比特速率和與Sl中相同的分組速率以便驗證可能在以后進入Sl。這通過如結合圖12所述的4笨測的冗余而實現(xiàn)。
S4:在此狀態(tài)中，降低了編解碼器速率，并開啟了冗余?？蛇x的是，分組速率也保持與在狀態(tài)S2中相同。
下面描述通過使用帶內信令機制CMR執(zhí)行的可能狀態(tài)轉換。應注意的是，在狀態(tài)轉換之間優(yōu)選存在隱式延遲以便收集可靠的統(tǒng)計資料。此延遲一般為大約100-200個幀。在此示例中，假設分組丟失是用于確定分組丟失之間轉換的量度，但可能使用其它量度，如低層信道質量量度。此外，提到了一些數(shù)值(5%、 2%等)，這些值只是指示性的，并且將其包括進來只是為了使閱讀更容易。
下面列出的是涉及的可能狀態(tài)轉換和調整請求信令(CMR、幀聚集或冗余)。
Sl~>S2a:從Sl轉換到S2a的條件是分組丟失大于或等于5%，或者檢測到分組丟失突發(fā)。編解碼器速率通過CMR (編解碼器模式請求)降低(例如，；人AMR 12.2到AMR 5.9)。
S2a—S2b:從S2a轉換到S2b的條件是分組丟失大于或等于5%。
在盡管降低了編解碼器速率，分組丟失仍高時才發(fā)生此狀態(tài)轉換。分組速率通過REQ一AGG降4氐。
S2b—S2a:從S2b到S2a轉換的條件是分組丟失小于1%。此狀態(tài)轉換涉及分組速率的增大。此外，通過REQ一AGG，分組速率恢復到與在S1中相同的值。如果發(fā)生狀態(tài)轉換S2b—S2a~>S2b，狀態(tài)將鎖定到S2b—段時間，此時間應是在值[Tdl…Td2]中的隨機值以便避免大幅振蕩行為。
S2a—S3:從S2a轉換到S3的條件是分組丟失小于1%。冗余通過調整請求REQ—RED開啟(100。/。)。此外，通過REQ—AGG，分組速率恢復到與在狀態(tài)S1中相同的值。S3—S2a:從S3轉換到S2a的條件是分組丟失大于或等于2%，或者^f企測到分組丟失突發(fā)。
應執(zhí)行與從S1—S2a轉換中相同的動作。如果發(fā)生轉換 S2a—S3~>S2a~>S3—S2a,狀態(tài)S3被禁用一段時間，此時間應是在值 [Tdl…Td2]中的隨機值以便避免大幅振蕩行為。
53— S1:從S3轉換到Sl的條件是分組丟失小于2%，或者未檢測到分組丟失突發(fā)。
冗余通過調整請求REQ一RED關閉。編解碼器速率通過CMR增大。
S2b—S4:從Sl轉換到S2a的條件是分組丟失大于或等于2%。冗余通過調整請求REQ一RED開啟(100%)。此外，通過REQ一AGG, 分組速率恢復到與狀態(tài)Sl中相同的值。
54— S2:從S4轉換到S2的條件是分組丟失大于或等于10%。這指示了總比特率太高。
冗余通過調整請求REQ一RED關閉。狀態(tài)S4被禁用一段時間，此時間應是在值[Tdl ...Td2]中的隨機值以^更避免大幅振蕩行為。 S4—S1:從S4轉換到Sl的條件是分組丟失小于1%。冗余通過調整請求REQ—RED關閉。編解碼器速率通過CMR增大。
Sl—S4:從Sl轉換到S4的條件是分組丟失大于或等于5%,或者;f企測到分組丟失突發(fā)，并且前一轉換是S44S1,否則將執(zhí)行轉換 Sl^S2a。
冗余通過調整請求REQ一RED開啟(100%)。編解碼器速率通過 CMR降低(在示例中從AMR 12.2到AMR 5.9 )。
實現(xiàn)本發(fā)明的典型方式是如圖8所示在接收器中進行調整控制。媒體801進入發(fā)射器805，由發(fā)射器805通過編碼器811將媒體編碼成已編碼媒體802。已編碼媒體通過網(wǎng)絡803傳送到將媒體解碼的接收器804。這種情況下，接收器804包括適用于評估接收的媒體性能的媒體性能分析器810、適用于基于目標814評估接收的媒體性能并確定如何調整，即選擇適合的傳輸格式的調整控制器806。接收器還包括i某體解碼器812和適用于存儲已經(jīng)測試的傳輸格式信息的存儲單元818。
它因此包括用于將諸如CMR、 REQ一RED或REQ一AGG等調整請求消息807發(fā)送到發(fā)射器/編碼器805/811的輸出部件816,發(fā)射器/編碼器805/811因而優(yōu)選包括存儲可用傳輸4^式、配置為更改i某體編碼和打包的傳輸格式的單元808。
然而，也可能如圖9所示在發(fā)射器中實現(xiàn)調整控制。如同在圖8 的實現(xiàn)一樣，媒體801進入發(fā)射器805,由發(fā)射器805將媒體編碼成已編碼媒體802。已編碼媒體通過網(wǎng)絡803傳送到將媒體解碼的接收器804。
這種情況下，接收器804包括解碼器812、配置為測量諸如以下性能量度的媒體性能分析器810:分組丟失率、分組丟失突發(fā)量度、幀才察除率、延遲抖動等。這些量度815隨后通過具有到發(fā)射器/編碼器 805/811的反向信道的輸出部件816傳送到發(fā)射器/編碼器805/811，使得在發(fā)射器中實現(xiàn)的調整控制806能基于接收的性能量度和目標814 選擇適合的傳輸格式。此外，接收器優(yōu)選包括適用于存儲已經(jīng)測試的
傳輸格式信息的存儲單元818。
接收器中調整控制的實現(xiàn)使得信令調整請求一般需要比信令量度更少的比特。4艮設相同的允許帶寬用于調整信令，與在發(fā)射器中調整控制的實現(xiàn)相比，可更頻繁地發(fā)送調整請求信號。
在圖10中示出了調整控制在接收器中實現(xiàn)時的情況下接收器的更詳細的架構。圖10的接收器804包括i某體性能分析器810、調整控制器806、目標814及媒體解碼器812。 4某體性能分析器810分析傳送的已編碼媒體802的性能量度815。性能量度815發(fā)送到配置為確定性能量度是否滿足預定目標814的調整控制器806。目標最初是默認目標813，但可基于性能量度更改。如果性能量度未滿足預定目標，則調整請求807發(fā)送到發(fā)射器805以通過輸出部件816請求新的傳輸格式。媒體解碼器812將接收的已編碼媒體解碼為解碼的媒體801。如上所述，接收器也可包括適用于存儲已經(jīng)測試的傳輸格式信息的存儲單元818。然而，圖10中未示出此類單元。
如上所述，本發(fā)明的實施例提供向上調整。因此，根據(jù)此實施例，性能分析器810配置為檢測性能量度是否已大大改進。調整控制器806 配置為選擇提供到傳輸?shù)脑黾尤哂嗟膫鬏敻袷剑员惴纸M大小增大到正常大小，如果性能量度仍指示良好的質量，則調整控制器806配置為請求更高的源編解碼器比特率和可恢復性更低的傳輸格式，或者如果性能量度指示質量降低，則調整控制器806配置為選擇前一傳輸格式。這種情況下，調整控制可在發(fā)射器和接收器兩者中實現(xiàn)。
如圖IO所示，接收器804可在移動終端中實現(xiàn)，并且發(fā)射器805 可在i某體網(wǎng)關中實現(xiàn)，或/和接收器804可在i某體網(wǎng)關中實現(xiàn)，而發(fā)射器805可在移動終端中實現(xiàn)。
調整控制在接收器中實現(xiàn)時，圖11中示出功能的示例流程圖。此流程圖只示出針對使系統(tǒng)負載更低和/或對丟失提供更多可恢復性的方案的倒退或向下調整。在上面圖12中示出用于更高比特率的探測。
步驟1101。已編碼々某體根據(jù)普通方案或者根據(jù)前面的調整請求進行格式化。
步驟1102。選擇性能量度的集合(一個或若干量度)。這些性能量度優(yōu)選與選定傳輸才各式匹配。應注意，此步驟是可選的。如果使用相對于傳輸格式是中性的性能量度，例如幀擦除率(FER)，則可能對所有傳輸格式使用相同的量度。另一方面，如果選擇不是中性的量度，例如分組丟失率(PLR),則要修改量度或者至少修改用于量度的目標。
步驟1103。監(jiān)視接收的媒體的性能，并且比較性能與性能量度的目標。性能量度一般基于接收的媒體，如 g 分組丟失率(PLR)
g分組丟失突發(fā)量度，例如雙倍丟失(一行中兩次丟失)的數(shù)量(或百分比)、三倍丟失(一行中三次丟失)的數(shù) 量(或百分比)等等。分組丟失突發(fā)量度也可包括用于分組丟失突發(fā)之間距離的量度。《延遲抖動
《基于分組丟失的幀擦除率(FER)。
《大量的連續(xù)幀擦除。
《有關信道質量的測量，例如，在HSDPA中使用的CQI 測量。
纟有關實際媒體質量的估計(例如，使用合成(或生成)語
音信號的質量估計)。《傳輸塊中的BER。
如果在服務中使用不止一個媒體，則可使用組合量度。例如，如果在多媒體通信服務中使用話音和視頻兩者，則可使用為語音觀測的合成(或生成)語音信號質量的PLR/抖動/CQI/評估以調整視頻(因為對此特定服務和上下文，認為話音更重要)。
步驟1104-1105。只要性能超過性能目標，便優(yōu)選使用選定的傳輸格式。如果性能降低(這在性能量度低于目標時檢測到)，則調整方案確定應使用另一傳輸格式進行嘗試。
步驟1106。從傳輸格式列表中選擇新的傳輸格式。傳輸格式的選擇可以是或不是合理的猜測。一些格式可專門設計為處理一些特殊的傳輸問題，例如許多連續(xù)丟失。如果檢測到此問題，并且如果適合的傳輸格式不是列表中的下一格式，則調整可忽略中間格式，并直接跳到設計為處理特定傳輸問題的格式。
步驟1107。要更改傳輸格式，接收器/解碼器要向發(fā)射器/編碼器發(fā)調整請求信號，發(fā)射器/編碼器隨后重新配置傳輸以匹配請求的格式。
可能必需選擇適用于新傳輸格式的新性能量度。選擇新量度的必需性取決于使用的量度，例如幀擦除率(FER)—般是好的質量近似。同時，F(xiàn)ER也與媒體如何打包到RTP分組中無關。
在使用分組丟失率(PLR)時，要記住FER取決于媒體如何打包到 RTP分組中。如果每分組發(fā)送l幀，則FER-PLR。如果每分組發(fā)送 2幀，無冗余，則FER-2承PLR。如果使用冗余，則FER比PLR低得多(取決于冗余量和分組丟失分布)。
步驟1108。處理繼續(xù)，直至呼叫結束。
除以下之外，向上、向更高比特率和更低可恢復性的調整是類似
的
為方案選擇的性能量度定義上部性能閾值而不是下部性能閾值。除非操作條件比使用的傳輸格式設計處理的條件更佳，否則，上部閾值通常不應超出。如果超出上部閾值，則調整選擇使系統(tǒng)負載更多的新傳輸方案。
首先，嘗試通過增大冗余(所謂的冗余探測)使系統(tǒng)負載更多。此方案專門設計為使系統(tǒng)負載更多，與有效工作時將最終適應的方案一樣多，同時仍對由于更高負載而可能發(fā)生的更高丟失率具有可恢復性。
如果此冗余探測效果很好，則切換到假定分組丟失率低的情況下，即使可恢復性降低，仍提供較高質量的方案。
應注意的是，在此情況下，使用的性能量度是匹配將切換到的傳豐l格式的性能量度，而不是匹配冗余l(xiāng)果測才各式的性能量度。
應理解，上面公開的實現(xiàn)只是本發(fā)明多個可能實現(xiàn)的一個示例。除話音(-語音)外，媒體可以是視頻或音頻。此外，公開的傳輸格式只是示例。其它系統(tǒng)可與其它類型的傳輸格式一起更好地起作用。
本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例。各種備選、修改和等效物可使用。因此，上述實施例不應視為限制由所附權利要求定義的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1. 一種用于使分組交換網(wǎng)絡中已編碼媒體的傳輸適應不同操作條件的方法，其中多個傳輸格式可用，其特征在于每個傳輸格式定義幀聚集、比特率及冗余中至少兩個特征的組合，并且在于所述方法包括以下步驟-接收所述傳送的已編碼媒體的性能量度是否滿足預定目標的信息，如果所述傳送的已編碼媒體的性能量度不滿足所述預定目標-選擇可用傳輸格式中的另一傳輸格式，直至所述傳送的已編碼媒體的性能量度滿足所述預定目標。
2. 如權利要求1所述的方法，其中所述性能量度取決于選定傳輸格式定義的參數(shù)。
3. 如權利要求l-2任一項所述的方法，其中參數(shù)冗余包括偏移冗余。
4. 如前面權利要求任一項所述的方法，其中如果所述可用傳輸格式當中所有傳輸格式的性能量度均不滿足所述預定目標，則選擇預定回退傳輸格式。
5. 如權利要求l-3任一項所述的方法，其中所述方法包括另外的步驟-檢測性能量度已大大改進，-選擇添加到所述傳輸?shù)娜哂嘁员惴纸M大小增大到正常大小，如果所述性能量度仍指示良好的質量，則-選擇可恢復性更低的傳輸格式，或者如果所述性能量度指示降低的質量，則-返回前一傳輸格式。
6. 如權利要求l-5任一項所述的方法，其中所述方法在接收器中實現(xiàn)。
7. 如權利要求1所述的方法，其中通過以下方式接收所述傳送的已編碼媒體的性能量度是否滿足預定目標的信息-在使用第一選定傳輸格式時分析所述傳送的已編碼媒體的性能，并且所述方法包括請求來自所述發(fā)射器的所述可用傳輸格式中的另一選定傳輸格式的又一步驟。
8. 如權利要求7所述的方法，其中通過使用帶內信令將調整請求發(fā)送到所述發(fā)射器，執(zhí)行請求所述另一選定傳輸格式的步驟。
9. 如權利要求7所述的方法，其中通過使用帶外信令將調整請求發(fā)送到所述發(fā)射器，執(zhí)行請求所述另一選定傳輸格式的步驟。
10. 如權利要求6-8任一項所述的方法，其中所述接收器位于終端中。
11. 如權利要求6-8任一項所述的方法，其中所述接收器位于媒體網(wǎng)關中。
12. 如權利要求l-5任一項所述的方法，其中所述方法在發(fā)射器中實現(xiàn)。
13. 如權利要求12所述的方法，其中所述方法還包括將所述選定傳輸格式應用于所迷已編碼媒體的傳輸?shù)牟襟E。
14. 如權利要求12-13任一項所述的方法，其中通過經(jīng)帶內信令從所述接收器接收性能反饋，執(zhí)行選擇另一傳輸格式的步驟。
15. 如權利要求12-13任一項所述的方法，其中通過經(jīng)帶外信令從所述接收器接收性能反饋，執(zhí)行選擇另一傳輸格式的步驟。
16. 如權利要求12-15任一項所述的方法，其中所述發(fā)射器位于終端中。
17. 如權利要求12-15任一項所述的方法，其中所述發(fā)射器位于媒體網(wǎng)關中。
18. —種用于使分組交換網(wǎng)絡中已編碼媒體的傳輸適應不同操作條件的裝置，其中多個傳輸格式可用，其特征在于每個傳輸格式定義幀聚集、比特率及冗余中至少兩個特征的組合，并且在于所述裝置包括調整控制器，所述調整控制器配置為接收所述傳送的已編碼纟泉體的性能量度是否滿足預定目標的信息，并基于所述預定目標評估所述已接收媒體的性能，以及如果所述傳送的已編碼媒體的性能量度不滿足所述預定目標，則選擇另一傳輸格式。
19. 如權利要求18所述的裝置，其中所述性能量度取決于所述選定傳輸;格式定義的參數(shù)。
20. 如權利要求18-19任一項所述的裝置，其中所述參數(shù)冗余包括偏移冗余。
21. 如前面權利要求18-20任一項所述的裝置，其中所述調整控制器配置為如果可用傳輸格式中的所有傳輸格式的性能量度均不滿足所述預定目標，則選擇預定的回退傳輸格式。
22. 如權利要求18-21任一項所迷的裝置，其中所述性能分析器配置為檢測性能量度已大大改進，所述調整控制器配置為選擇提供添加到所述傳輸?shù)娜哂嗟膫鬏?格式，以便所述分組大小增大到正常大小，如果所述性能量度仍指示良好的質量，則所述調整控制器配置為請求可恢復性更低的傳輸格式，或者如果所述性能量度指示降低的質量，則所述調整控制器配置為選擇前一傳輸格式。
23. 如權利要求18-22任一項所述的裝置，其中所述裝置在接收器中實現(xiàn)。
24. 如權利要求18所述的裝置，其中媒體性能分析器配置為在使用第一選定傳輸格式時分析所述傳送的已編碼士某體的性能，并且所述裝置包括配置為請求所述另一選定傳輸格式的輸出部件。
25. 如權利要求24所述的裝置，其中所述輸出部件配置為通過^f吏用帶內信令將調整請求發(fā)送到所述發(fā)射器而請求另一傳輸格式。
26. 如權利要求24所述的裝置，其中所述輸出部件配置為通過葉吏用帶外信令將調整請求發(fā)送到所述發(fā)射器而請求另一傳輸格式。
27. 如權利要求23-26任一項所述的裝置，其中所述接收器位于終端中。
28. 如權利要求23-26任一項所述的裝置，其中所述接收器位于媒體網(wǎng)關中。
29. 如權利要求18-22任一項所述的裝置，其中所述裝置在發(fā)射器中實現(xiàn)。
30. 如權利要求29所述的裝置，其中所述調整控制器配置為在使用第一選定傳輸格式時接收所述傳送的已編碼媒體的性能分析，并且所述調整控制器配置為將選定傳輸格式應用于所述已編碼媒體的傳輸。
31. 如權利要求29-30任一項所述的裝置，其中所述調整控制器配置為經(jīng)帶內信令從所述接收器接收性能反饋。
32. 如權利要求29-30任一項所述的裝置，其中所述調整控制器配置為經(jīng)帶外信令從所述接收器接收性能反饋。
33. 如權利要求29-33任一項所述的裝置，其中所述發(fā)射器位于終端中。
34. 如權利要求29-33任一項所述的裝置，其中所述發(fā)射器位于媒體網(wǎng)關中。
全文摘要
本發(fā)明是為已編碼媒體的傳輸選擇一種使傳送的已編碼媒體有令人滿意的性能的適應方案。與現(xiàn)有技術的不同之處在于每個調整方案定義不同傳輸格式的集合，其中每個傳輸格式是源編解碼器比特率、分組速率、每個分組的幀數(shù)量(稱為幀聚集)及冗余級別中至少兩個參數(shù)的組合。通過使用不同的傳輸格式，傳輸能適應不同的操作方案，并且性能因此得以改進。
文檔編號H04L1/00GK101507164SQ200780031061
公開日2009年8月12日申請日期2007年5月28日優(yōu)先權日2006年8月21日
發(fā)明者I·約翰遜, J·斯維德伯格, T·弗蘭基拉申請人:艾利森電話股份有限公司

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