專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)中調(diào)度傳輸?shù)姆椒?、相?yīng)的通信節(jié)點和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。本公開的開發(fā)關(guān)注其在調(diào)度點對多點通信節(jié)點中的IP上聲音(VoIP)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)分組的可能的用途。
背景技術(shù)：
因特網(wǎng)起初在設(shè)計時是希望實現(xiàn)可靠的分組傳送。事實上，所有低層的協(xié)議棧包括用于保證可靠的通信的機制，諸如次序號、超時、校驗和(諸如循環(huán)冗余校驗)、前向糾錯(FEC)、自動重發(fā)請求(ARQ)等。這是由于，因特網(wǎng)最初被構(gòu)想為計算機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中，計算機數(shù)據(jù)的正確性和完整性是關(guān)鍵的屬性。 當(dāng)今，因特網(wǎng)被很好地建成為全球性的、多重服務(wù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而對于實時服務(wù)提供不斷增長的支持。諸如IP上聲音(VoIP)的分組化聲音是其中出現(xiàn)的最重要的因特網(wǎng)實時應(yīng)用，它用作高級服務(wù)質(zhì)量(QoS)解決方案的開展的主要驅(qū)動器。盡管大量存在實時性與完整性同樣重要的實時業(yè)務(wù)，但是，除了在應(yīng)用級上以外，很少有服務(wù)質(zhì)量(QoS)解決方案使用時間作為用于進行決定的參數(shù)。這可能是由于歷史上公知的因特網(wǎng)間的時間同步的問題，該問題使得難以在兩個遠(yuǎn)程點上具有全球同步的時鐘。缺少可靠的時鐘同步常常是性能測量的問題，這里，需要長的測量間隔(幾天到幾周期)和高的精度(由此使得即使很小的時鐘偏離也極其有害)。當(dāng)前正在進行時鐘同步的進展，這使得能夠在這種長的期限中實現(xiàn)亞毫秒的精度。但是，聲音會話持續(xù)幾分鐘到幾小時，并且，幾毫秒量級的同步誤差對于人的知覺幾乎不會產(chǎn)生明顯的影響。已經(jīng)實現(xiàn)了以很低的成本、利用諸如來自便宜并且已安裝于大多數(shù)便攜式設(shè)備中的全球定位系統(tǒng)(GPS)芯片的可用技術(shù)，為在幾個小時內(nèi)保持時鐘同步而只有最多幾毫秒的絕對差所需要的精度，相同的結(jié)果也可以由在全球移動電信系統(tǒng)(UMTS)網(wǎng)絡(luò)(其中更緊的同步確實是主要需求)或公知的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議中可用的專用解決方案實現(xiàn)。圖I示意性表示兩個用戶Ul和U2經(jīng)由與共同的網(wǎng)絡(luò)N (例如，因特網(wǎng))連接的兩個用戶終端UEl和UE2來通信的典型VoIP方案。在發(fā)送器側(cè)(即UE1)，第一部件是周期性地對第一用戶Ul (S卩，揚聲器)的聲音信號采樣的編碼器100。各種編碼器是可用的，從而代表質(zhì)量和帶寬消耗之間的平衡的不同的折衷點。一般地，編碼器是基于采樣的或基于幀的。前一種編碼器(例如，基于G. 711編解碼器)周期性地將各個聲音樣本編碼，而后一種編碼器(例如，基于G. 729編解碼器)在若干毫秒的時間窗口(即，幀)內(nèi)將一定數(shù)量的樣本分組。出于這種原因，雖然基于幀的編碼器的編碼/解碼復(fù)雜性常常較高，但是它們常常實現(xiàn)更高的壓縮率和更小的數(shù)據(jù)率。語音幀的產(chǎn)生可在周期性的間隔上出現(xiàn)，或者更一般地通過聲音活動檢測(VAD)調(diào)制。VAD利用雙向會話的單(單向)流中的會話突峰和安靜時段的自然交替。在安靜時段中，根本不產(chǎn)生語音幀，或者以更低的速率并且/或者通過使用減少的位數(shù)產(chǎn)生它們，以將一些舒適噪聲傳送給收聽者。舒適噪聲允許會話方感覺另一方的活動，并且也可局部地產(chǎn)生。例如，G. 711編解碼器通常在會話突峰中產(chǎn)生172字節(jié)的分組，并且在安靜時段中不發(fā)送任何信息。另一方面，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)自適應(yīng)多速率(AMR)編解碼器一般在會話突峰中產(chǎn)生31字節(jié)的有效載荷分組，并且，在安靜時段中產(chǎn)生O字節(jié)同步信息或5字節(jié)舒適噪聲。大量的語音幀也可通過多路復(fù)用器102被多路復(fù)用為相同的分組有效載荷，以減少傳輸、網(wǎng)絡(luò)和媒體訪問控制(MAC)報頭的開銷，但以增加傳輸延遲為代價。也可進行這一點以增加冗余的水平，以隱藏?fù)p失。根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)條件，語音多路復(fù)用的水平也可隨時間改變。最后，VoIP有效載荷被封裝到諸如RTP/UDP/IP分組之類的數(shù)據(jù)分組，即通過實時傳輸協(xié)議(RTP)在應(yīng)用層上、通過用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)在傳輸層上以及通過因特網(wǎng)協(xié)議(IP)在因特網(wǎng)層上被傳輸?shù)姆纸M中。在接收器側(cè)(S卩，在終端UE2中)，語音幀通過解多路復(fù)用器104被解多路復(fù)用并且被饋送到有效載荷緩沖器106中。有效載荷緩沖器106導(dǎo)致語音幀在由編碼器產(chǎn)生它們的相同的間隔上被解碼。出于這種原因，如果語音幀在它們的預(yù)期的回放時間之后到達，那么可能必須重新排序、延遲或甚至丟棄語音幀。播出緩沖器可以是固定的或自適應(yīng)的。固定緩沖器假定網(wǎng)絡(luò)延遲在會話中是恒定的，并因此將會話突峰的第一分組延遲固定的時間量。自適應(yīng)緩沖器致力于通?；诿總€會話突峰使回放點動態(tài)適應(yīng)變化的網(wǎng)絡(luò)條件(雖然一些也會以產(chǎn)生假性頻率效果的風(fēng)險改變會話突峰內(nèi)的播出延遲)。播出緩沖器向解碼器108傳送語音幀，該解碼器108實際上將它們回放到用戶U2(即，收聽者)。一些解碼器可實現(xiàn)允許在某種程度上通過內(nèi)插正確地接收的周圍幀來重構(gòu)丟失的語音幀的分組損失隱藏(PLC)技術(shù)。雖然PLC技術(shù)只能掩蓋有限的數(shù)量的損失，但是它們有效地減少了由于由收聽者覺察的損失導(dǎo)致的惡化。VoIP會話質(zhì)量的評價一直是密集研究的主題。用于VoIP的最廣泛使用的評價構(gòu)架是由國際電信同盟(ITU)的電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)標(biāo)準(zhǔn)化的所謂的E模型。該評價構(gòu)架包括從傳輸參數(shù)計算分組化的聲音的主觀質(zhì)量的預(yù)測估計。E模型計算的輸出是計算為延遲、分組損失、設(shè)備惡化因子和用戶質(zhì)量呼叫期望的函數(shù)的、稱為“R因子”的標(biāo)量數(shù)R = R0-Is-Id-Ie, eff+A(I)這里，Rtl是基本信號噪聲比(相對于電路和聲學(xué)噪聲的接收的語音電平)，Is表示隨聲音信號出現(xiàn)的惡化，Id將由于延遲和回聲效果導(dǎo)致的所有惡化求和，Iyff是考慮編解碼器及其對于隨機信分組損失的容限的有效設(shè)備惡化因子。此外，A是將使用的技術(shù)的用戶期望建模的“紅利”因子。例如，由于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的用戶期望比有線網(wǎng)絡(luò)中的用戶期望低，因此，A的值在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中比在經(jīng)典的電路交換網(wǎng)絡(luò)中大。A因子的典型的范圍是
，并且，在下表中報告由ITU提出的示例性的值
權(quán)利要求
1.一種在通信網(wǎng)絡(luò)中調(diào)度從節(jié)點(BS)向接收器(UE2)的數(shù)據(jù)流的傳輸?shù)姆椒?，其中，所述?shù)據(jù)流包含用于在接收器(UE2)處經(jīng)由再現(xiàn)緩沖器(B)播出的數(shù)據(jù)分組，該方法包括在所述節(jié)點(BS)處在至少一個調(diào)度隊列(SQ)中布置所述數(shù)據(jù)分組，以及如果數(shù)據(jù)分組在所述調(diào)度隊列(SQ)中的逗留時間(t)超過給定的丟棄最后期限(d)，則從所述調(diào)度隊列(SQ)丟棄所述數(shù)據(jù)分組， 該方法包括 在所述節(jié)點(BS)處對于所述數(shù)據(jù)仿真所述再現(xiàn)緩沖器(B)，以確定表示所述再現(xiàn)緩沖器(B)對所述數(shù)據(jù)分組的期望播出時刻(p)的所述數(shù)據(jù)分組的各個播出值(po);以及 作為所述各個播出值(Po)的函數(shù)向所述數(shù)據(jù)分組分配(200)所述丟棄最后期限(d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)分組包含表示所述數(shù)據(jù)分組的產(chǎn)生時間的時間戳(g)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，包括將所述各個播出值(po)確定為所述通信網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送器(UEl)處的所述分組的產(chǎn)生時間(g)與接收器(UE2)處的所述分組的到達時間(q)之間的估計的傳輸延遲(S )的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述估計的傳輸延遲(S)被確定為以下項的函數(shù) 表示在所述發(fā)送器(UEl)處產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)分組的時間(g)的第一值， 表示在所述節(jié)點(BS)處接收所述數(shù)據(jù)分組的時間(a)的第二值， 表示從所述節(jié)點(BS)向所述接收器(UE2)傳輸所述數(shù)據(jù)分組的期望時間(t)的第三值，和 表示用于從所述通信節(jié)點(BS)向所述接收器(UE2)傳輸所述數(shù)據(jù)分組的估計的延遲的第四值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中的任一項所述的方法，包括將所述節(jié)點(BS)處的所述再現(xiàn)緩沖器(B)仿真為自適應(yīng)播出緩沖器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述各個播出值(po)被確定為服務(wù)質(zhì)量和/或體驗質(zhì)量函數(shù)的函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述各個播出值(po)被確定為平均意見得分或MOS的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)流是IP上聲音數(shù)據(jù)流，以及其中通過E-Model計算所述平均意見得分。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一項所述的方法，其中，通過將最佳播出延遲(po)確定為先前的傳輸延遲(S )的函數(shù)，來后驗地確定所述各個播出值(po)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)流是IP上聲音數(shù)據(jù)流，以及其中通過確定先前的會話突峰的最佳播出延遲(Po)將所述各個播出值(Po)確定為表示給定會話突峰的所有數(shù)據(jù)分組的期望播出時刻(P)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，通過還考慮所述各個播出值的先前值(Po)的指數(shù)平均，來確定所述各個播出值(PO)。
12.根據(jù)前面的權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，作為所述各個播出值(po)的函數(shù)向所述數(shù)據(jù)分組分配(200)所述丟棄最后期限(d)包含向所述數(shù)據(jù)流的每個數(shù)據(jù)分組分配(200)最后期限(d)，使得如果它們的期望的傳輸時間(t)超過它們的期望播出時刻(P)，則丟棄數(shù)據(jù)分組。
13.一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中向接收器(UE2)的數(shù)據(jù)流的調(diào)度的傳輸?shù)耐ㄐ殴?jié)點(BS)，其中所述數(shù)據(jù)流包含在接收器(UE2)處經(jīng)由再現(xiàn)緩沖器(B)播出的數(shù)據(jù)分組，該通信節(jié)點(BS)包含控制模塊(200)，以根據(jù)權(quán)利要求I至12中的任一項所述的方法執(zhí)行將所述數(shù)據(jù)分組布置在所述至少一個調(diào)度隊列(SQ)中和從所述至少一個調(diào)度隊列(SQ)中丟棄所述數(shù)據(jù)分組以及仿真所述再現(xiàn)緩沖器(B)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信節(jié)點(BS)，其中，所述通信節(jié)點(BS)是全球移動電信系統(tǒng)長期演進和/或高速下行鏈路分組接入通信節(jié)點。
15.一種計算機程序產(chǎn)品，可加載于至少一個計算機的存儲器中，并且包含用于當(dāng)產(chǎn)品在計算機上運行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至12中的任一項所述的方法的步驟的軟件代碼部分。
全文摘要
在通信網(wǎng)絡(luò)中從節(jié)點(BS)向接收器傳輸數(shù)據(jù)分組的形式的數(shù)據(jù)流以用于在接收器處經(jīng)由再現(xiàn)緩沖器播出。數(shù)據(jù)分組被布置在調(diào)度隊列(SQ)中，并且如果它們在隊列(SQ)中的逗留時間(t)超過給定的丟棄最后期限(d)，則從調(diào)度隊列(SQ)丟棄。為了在接收器處通過再現(xiàn)緩沖器(B)確定用于表示數(shù)據(jù)分組的期望播出時刻(p)的數(shù)據(jù)分組的各個播出值(po)，在節(jié)點(BS)處仿真再現(xiàn)緩沖器(B)。作為通過在節(jié)點(BS)處仿真的再現(xiàn)緩沖器確定的各個播出值(po)的函數(shù)向數(shù)據(jù)分組分配丟棄最后期限(d)。
文檔編號H04L12/56GK102668466SQ200980163071
公開日2012年9月12日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者D·薩貝拉, G·斯特亞, M·M·安德雷奧奇, M·卡雷蒂 申請人:意大利電信股份公司