CN102882804B - 一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 - Google Patents
一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102882804B CN102882804B CN201210320841.1A CN201210320841A CN102882804B CN 102882804 B CN102882804 B CN 102882804B CN 201210320841 A CN201210320841 A CN 201210320841A CN 102882804 B CN102882804 B CN 102882804B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bandwidth
- module
- voice
- management module
- coding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012120 mounting media Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法。该通信系统包括多个终端模块、带宽管理模块和中转模块。终端模块中具有语音检测模块,用于实时地对双向语音活动进行检测,将语音状态变化信息通知带宽管理模块。带宽管理模块中具有带宽预测模块,用于接收语音检测模块发来的语音状态变化信息,据此预测下一时刻的带宽需求。带宽管理模块当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽,当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽。本发明利用对语音活动的预测,实现了带宽自适应,在语音质量、系统容量之间达到了较好的平衡,为互联网语音通信系统提供了一种低成本、高质量的语音通信解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种语音通信系统,尤其涉及一种通过自动切换语音编码方案,实现语音传输带宽自适应的通信系统,同时也涉及该语音通信系统实现语音传输带宽自适应的通信方法,属于互联网语音通信技术领域。
背景技术
当前,互联网语音通信技术在世界范围内得到了广泛的应用。由于互联网属于包交换网络,在实时性、稳定性等方面与传统帧交换电信网相比,仍存在不足之处。其中,网络传输带宽对语音实时传输最为关键。当带宽不能满足语音实时传输需要时,根据互联网语音通信设备的架构不同会导致不同的影响。但无论是采用何种设备架构,互联网语音通信的最终用户都处于互联网的接入层,从接入层到互联网骨干网之间的带宽是不确定的。因此,在实际应用中互联网语音通信常常遇到因带宽不足引起语音质量降低的问题。
为了解决上述的问题,人们进行了多方面的技术探索。例如在专利号为ZL200610099482.6的中国发明专利中,公开了一种基于非连续发射预测自适应多速率业务的流控算法,包括如下步骤:首先,统计语音业务在预测窗口内的非连续发射状态;根据统计纪录,计算预测窗口内的非连续发射状态的平均状态;在预测窗口内计算非连续发射状态的平均速率;将所有的语音业务的带宽预测值相加,得到语音业务在下一个调度周期内的语音业务分配总带宽;如果所述语音业务分配总带宽小于传输带宽总量,那么下一个调度周期语音业务能够使用的带宽为语音业务分配总带宽,然后将剩余的传输带宽分配给其它类型的业务。
另外,在申请号为201010199535.8的中国发明专利申请中,提出了一种VoIP系统高音质服务网络自适应实现方法,包括如下步骤:将采集的音频数据依次分区缓存;获取存满一个区域后的音频数据,根据音频数据的音频增益均值以及音频阈值确定头部控制信息;根据头部控制信息确应音频种类进而确定压缩比,根据压缩比对音频数据进行编码;依据RTP协议将编码后的音频数据封装成RTP流,并将RTP流发送到网络中,依据RTCP协议发送RTCP控制流到网络中,在网络中进行RTCP检测并获取数据包丢包率和数据包丢弃率,进而确定网络性能参数;根据网络性能参数以及音频增益均值更新音频阈值,以调整下一区域音频数据的压缩比。
总体而言,现有语音通信技术中的语音传输带宽自适应方案大多需要依赖于特定的多速率编码,适用范围有限。另外,由于其依靠多速率编码器切换来调节带宽,在带宽使用率上仍有提高的空间。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种语音传输带宽自适应的通信系统。该通信系统基于语音活动预测实现一种带宽自适应、不依赖于特定编码的语音传输。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述语音通信系统实现语音传输带宽自适应的通信方法。
为实现上述的发明目的,本发明采用下述的技术方案:
一种语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述通信系统包括多个终端模块、带宽管理模块和中转模块,所述终端模块与所述带宽管理模块相连,所述带宽管理模块与所述中转模块相连,多个所述中转模块之间两两相连;
所述终端模块中具有语音检测模块,用于实时地对双向语音活动进行检测,将语音状态变化信息通知所述带宽管理模块;
所述带宽管理模块中具有带宽预测模块,用于接收所述语音检测模块发来的语音状态变化信息,据此预测下一时刻的带宽需求;
所述带宽管理模块当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽,当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽。
其中较优地,所述带宽预测模块对每种语音编码的语音流的活动情况进行预测,得出在下一时间段内各种语音编码的语音流在活动和不活动状态之间转换的概率,进一步得出在下一时间段内的带宽需求。
其中较优地,所述带宽管理模块中具有带宽检测模块;当所述带宽预测模块预测的带宽总量超过所述带宽检测模块检测到的可用带宽与检测时已用带宽之和时,所述带宽管理模块通知使用最高带宽的所述终端模块切换到占用带宽较低的编码,并计算能够释放出的带宽量,如果仍然不够则通知使用次高带宽的所述终端模块;依此类推,直至预测的带宽总量不超过可用带宽与检测时已用带宽之和为止。
其中较优地,所述带宽检测模块定期计算所述中转模块与所述终端模块之间的下一时刻剩余带宽,同时统计当前使用的带宽。
其中较优地,所述终端模块包括第一通信模块、编解码模块和语音检测模块;所述编解码模块与所述第一通信模块相连,用于收发语音包;所述语音检测模块在编码前检测语音信号的状态,得出所述语音状态变化信息,并将所述语音状态变化信息通过所述第一通信模块发给所述带宽管理模块。
其中较优地,所述带宽管理模块中还具有第二通信模块,所述第二通信模块分别与所述带宽预测模块和所述带宽检测模块相连。
其中较优地,所述中转模块包括第三通信模块、节点管理模块和转码模块;其中,所述节点管理模块用来管理所述带宽管理模块,并维护所述带宽管理模块的地址表;在所述第三通信模块收到语音包时,所述节点管理模块为所述语音包提供路由;所述转码模块用来适配使用不同编码类型的多个所述终端模块。
一种语音传输带宽自适应的通信方法,基于上述通信系统实现,其特征在于包括如下步骤:
A.位于源端的终端模块向同一局域网内的带宽管理模块发送语音包;
B.所述带宽管理模块收到所述语音包后,将所述语音包转发到中转模块,并统计当前发送的和收到的字节数;所述中转模块进一步将所述语音包转发到目的地的带宽管理模块和终端模块;其中当语音流从活动状态变为不活动、或者从不活动变为活动时,终端模块将该变化信息通知带宽管理模块;
C.所述带宽管理模块根据传输中的语音流在活动与不活动之间变化的频率,预测下一时刻需要的最低上下行带宽;当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽;当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽。
在步骤A中,进一步包括如下步骤:
A1.预先向终端模块设置可选的编码方案列表,其中包括编码类型、帧大小、占用带宽和估计MOS值;
A2.位于源端的终端模块按照估计MOS值对编码表排序,将所述编码表发给所述带宽管理模块以协商传输编码类型,所述带宽管理模块根据当前可用带宽,选择所述编码表中满足占用带宽的第一条记录;
A3.位于源端的终端模块和位于目的地的终端模块协商完成后,开始发送语音包。
在步骤C中,进一步包括如下步骤:
C0.预先设定最大带宽BWmax、语音活动样本数N和预测周期T;
C1.假设通信系统中有P种编码,每隔预测周期T,统计每种编码有多少路通话处于活动状态,记为cP,待所述通信系统稳定运行后,得到P×N的矩阵其中行序号为编码序号,列序号为样本序号;
C3.每隔预测周期T,统计向所述中转模块发送的语音包总字节数B,从而算出该周期T内平均占用带宽BWnow,进一步计算当前时刻可用带宽BWfree=BWmax-BWnow;以BWfree的预定速率向所述中转模块发送测试包,所述中转模块收到该测试包后,统计从所述带宽管理模块发来的流量带宽和BWtotal,回复给所述带宽管理模块,所述带宽管理模块将BWtotal赋给BWmax;
C4.所述通信系统稳定运行后,每隔预测周期T对CPN进行计算;首先,假设使用同一种编码的终端模块数最大值为M,计算矩阵中每一行中从0到M出现的次数,得到P×M的矩阵
C5.根据泊松分布的最大似然估计λP即为采用该编码的通话在下一时刻最可能有几路处于活动状态的估计;
C6.设每种编码的码率为RP,则下一时刻对占用带宽的估计为 如果BWnext大于BWmax,则通知终端模块压缩使用高带宽的语音流带宽,否则提示终端模块提高使用低带宽的语音流带宽。
本发明的实现不依赖于特定语音编码,当前常用的语音编码都可以与本通信系统集成。本发明利用对语音活动的预测,实现了带宽自适应,在语音质量、系统容量之间达到了较好的平衡,为互联网语音通信系统提供了一种低成本、高质量的语音通信解决方案。
附图说明
图1为语音传输带宽自适应通信系统的概略结构示意图;
图2是为实施语音传输带宽自适应通信方法所搭建的网络系统示例图。
具体实施方式
为使本发明的设计目的、技术方案更加清楚明白,下面结合附图及具体实施例,对本发明做进一步的详细说明。
图1为本发明所提供的语音传输带宽自适应通信系统的概略结构示意图。如图1所示,该通信系统包括若干个终端模块101、带宽管理模块102和中转模块103。这三个模块中都具有相同的通信模块(104、107和110),彼此之间使用套接字接口进行通信。这样,终端模块101与带宽管理模块102相连,带宽管理模块102与中转模块103相连,多个中转模块103之间两两相连。该终端模块101存在于局域网中,带宽管理模块102存在于上述终端模块101所在的局域网中。这样,每个局域网中有至少一个终端模块101和一个带宽管理模块102。中转模块103设置在互联网中运行边界网关协议的机房中。
终端模块101与带宽管理模块102通过实时传输协议交换语音包,以便实现语音信号与语音包的转换。它通过其所运行的平台提供的API捕获、回放语音信号;并通过该平台提供的套接字API与其他模块通信。终端模块101包括第一通信模块104、编解码模块105和语音检测模块106。其中,第一通信模块104用于将语音流通过实时传输协议进行传输。编解码模块105用于实现语音信号的编解码。具体地说,编解码模块105维护终端模块101的编码表,同时操作终端模块101所在PC的声卡,从声卡处捕获语音信号并加以编码,然后将已编码的语音解码送至声卡回放。编解码模块105与第一通信模块104相连,用于收发语音包。语音检测模块106用于实时地对双向语音活动进行检测,将语音状态变化信息通知给带宽管理模块102。语音检测模块106在编码前检测语音信号的状态(活动或不活动),进一步得出语音状态变化信息。语音检测模块106与编解码模块105相连,用于取得未编码的语音采样,并将语音状态变化信息通过第一通信模块104发给带宽管理模块102。
带宽管理模块102用于在语音包离开局域网到达公网之前对其进行统一管理、保证可用带宽,并在空闲带宽范围内进行带宽测试。该带宽管理模块102包括第二通信模块107、带宽预测模块108和带宽检测模块109。其中,带宽预测模块108与第二通信模块107相连,用于接收语音检测模块106发来的语音状态变化信息,据此预测下一时刻的活动语音流数,进一步可以计算出下一时刻的带宽需求。
该带宽预测模块108对每种语音编码的语音流的活动情况进行预测,得出在下一时间段内各种语音编码的语音流在活动和不活动状态之间转换的概率,进一步得出在下一时间段内带宽的预测。当带宽预测模块108得出的预测带宽总量超过带宽检测模块109检测到的可用带宽与检测时已用带宽之和时,带宽管理模块102将通知使用最高带宽的终端模块切换到占用带宽较低的编码,并计算能够释放出的带宽量,如果仍然不够,则通知使用次高带宽的终端模块。依此类推,直至预测带宽总量不超过可用带宽与检测时已用带宽之和为止。
带宽检测模块109定期检测带宽管理模块102计算出的可用带宽是否真的可用,从而动态调整最大可用带宽。该带宽检测模块109与第二通信模块107相连,定期计算中转模块103与终端模块101之间的下一时刻剩余带宽(根据最大带宽与下一时刻带宽估计可以得出下一时刻剩余带宽),同时统计当前使用的带宽。带宽检测模块109与中转模块103进行带宽测试,检测当前剩余带宽是否满足下一时刻剩余带宽的要求。
中转模块103包括第三通信模块110、节点管理模块111和转码模块112,用于解决在互联网通信时可能遇到的穿透问题。其中,节点管理模块111用来管理通信系统中的带宽管理模块102,并维护带宽管理模块102的地址表,以便寻址和路由。在第三通信模块110收到语音包时,节点管理模块111为语音包提供路由。转码模块112用来适配使用不同编码类型的多个终端模块101,进一步使带宽管理模块102能实现对各终端模块占用带宽的分别调整和控制。
在本发明的一个具体实施例中,终端模块101、带宽管理模块102和中转模块103均可以用软件实现。终端模块101可以运行在局域网内安装有声卡的个人电脑或服务器上,也可以运行于智能手机、平板电脑等移动终端上。带宽管理模块102可以运行在局域网内的个人电脑或服务器上。中转模块103可以运行于公网机房内的服务器上。
下面进一步介绍上述语音通信系统实现语音传输带宽自适应的方法。该方法利用语音活动检测和静音压缩技术模拟多速率自适应编码器切换编码速率的特性,并通过对语音状态变化信息进行预测来分配带宽。当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽。当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽,从而基于语音活动预测实现一种带宽自适应、不依赖于特定编码的语音传输。与现有的多速率语音编码技术相比较,本语音传输带宽自适应通信方法在语音活动检测的基础上增加了语音活动预测,作用时间在发生带宽不足之前,而现有多速率语音编码技术的自适应发生在带宽不足之后,两者的技术效果显著不同。
结合图1所示的语音传输带宽自适应通信系统,本发明所提供的语音传输带宽自适应通信方法包括如下的步骤:
A.位于源端的终端模块向同一局域网内的带宽管理模块发送语音包。
在步骤A中,进一步包括如下步骤:
A1.预先向终端模块设置可选的编码方案列表,其中包括编码类型、帧大小、占用带宽和估计MOS值等。
A2.位于源端的终端模块按照MOS值对编码表排序,将其发给带宽管理模块以便协商传输编码类型。带宽管理模块根据当前可用带宽,选择编码表中满足占用带宽的第一条记录。
A3.位于源端的终端模块和位于目的地的终端模块协商完成后,立即开始发送语音包。
B.带宽管理模块收到语音包后,立即将语音包转发到中转模块,并统计当前发送的和收到的字节数。中转模块进一步将该语音包转发到目的地的带宽管理模块和位于目的地的终端模块。当语音流从活动状态变为不活动、或者从不活动变为活动时,终端模块将该变化信息通知带宽管理模块。
C.带宽管理模块根据传输中的语音流在活动与不活动之间变化的频率,预测下一时刻需要的最低上下行带宽。进一步地,带宽管理模块在局域网与中转模块之间进行带宽检测,当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽。当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽。
在步骤C中,进一步包括如下步骤:
C0.预先设定最大带宽BWmax、语音活动样本数N和预测周期T。
C1.假设通信系统中有P种编码,每隔预测周期T,统计每种编码有多少路通话处于活动状态,记为cP。通信系统稳定运行后,可以得到P×N的矩阵其中行序号为编码序号,列序号为样本序号,P和N均为正整数。样本越新,样本序号越小。
C3.每隔预测周期T,统计向中转模块发送的语音包总字节数B,从而可以算出该周期内平均占用带宽BWnow。进一步计算当前时刻可用带宽BWfree=BWmax-BWnow。
以BWfree的110%倍速率向中转模块发送大小为100字节的测试包。中转模块收到该测试包后,统计从该带宽管理模块发来的流量带宽和BWtotal,回复给带宽管理模块。带宽管理模块将此值(BWtotal)赋给BWmax。
C4.通信系统稳定运行后,每隔预测周期T对CPN进行计算。首先,假设使用同一种编码的终端模块数最大值为M,计算上述矩阵中每一行中从0到M出现的次数,记为xPM。可以得到P×M的矩阵 其中M为正整数。
C5.根据泊松分布的最大似然估计λP即为采用该编码的通话在下一时刻最可能有几路处于活动状态的估计。
C6.设每种编码的码率为RP,则下一时刻对占用带宽的估计为 如果BWnext大于BWmax,则通知终端模块压缩使用高带宽的语音流带宽,否则提示终端模块提高使用低带宽的语音流带宽。
通过以上的技术方案可以看出,本发明所提供的语音传输带宽自适应方法为节约互联网带宽、提高带宽利用效率提供了有效的技术手段。在该方法中,由于利用泊松分布进行预测,因此终端模块数越多,预测历史越长,预测结果越准确。
图2是为实施本语音传输带宽自适应通信方法所搭建的网络系统示例图。如图2所示,该网络系统包括BGP(BorderGatewayProtocol,边界网关协议)机房局域网201、第一企业局域网202和第二企业局域网203。其中,BGP机房局域网201包括中转服务器209(相当于中转模块)。中转服务器209通过运营商网络206与第一企业局域网202中的第一带宽管理服务器204(相当于带宽管理模块)相连,并通过运营商网络210与第二企业局域网203中的第二带宽管理服务器211(相当于带宽管理模块)相连。第一企业局域网202包括第一带宽管理服务器204和若干个语音终端PC205(相当于终端模块)。第一带宽管理服务器204通过以太网交换机206与若干个语音终端PC205相连。第二企业局域网203包括第二带宽管理服务器211和若干个语音终端PC206(相当于终端模块)。第二带宽管理服务器211通过以太网交换机212与若干个语音终端PC206相连。
在本发明的一个实施例中,处于第一企业局域网202、203的语音终端PC205、206支持G.711编码、G.722编码和iLBC编码,其MOS(MeanOpinionScore,平均意见值)分别为4.4、4.5、4.14,其码率分别为8kbps、64kbps、15.2kbps。第一企业局域网202采用专线10Mbps连接到互联网,第二企业局域网采用ADSL512kbps连接到互联网(下行速率512kbps,上行速率52kbps)。
当四台语音终端PC205与四台语音终端PC206开始建立语音通信时,按照MOS降序得到的编码表顺序为:G.722、G.711、iLBC。对于第一企业局域网202而言,所获得的互联网带宽足够使用G.722编码,故语音终端PC205将采用G.722编码与中转服务器209交换语音。对于第二企业局域网203,由于采用了上述基于语音活动预测分配带宽的技术方案,四台语音终端PC206可以分享有限的52kbps带宽。首先,设每个用户处于发言状态的概率为0.3,四个用户同时发言的概率仅为0.81%。当预测到下一时刻将有四台语音终端PC的用户同时发言的可能时,第二带宽管理服务器211将提前提示用户网络带宽不足。即使有四台语音终端PC的用户同时发言,总带宽约等于60.8kbps,共同发言3秒,造成延迟的数据量等于26.4kb,平均作用于每个客户端相当于434毫秒的延迟或语音质量问题。而如果没有采用本发明所提供的技术方案,上述网络系统只能进行三路语音通信。
此时,语音终端PC206已经与语音终端PC205建立通话,编码类型为G.722。假设第一企业局域网202的专线10Mbps连接故障,带宽降低至256kbps(上行128kbps,下行128kbps)。第一带宽管理服务器204检测到带宽降低后,通知语音终端PC206中的三台PC切换到MOS较高且速率较低的编码中。第一带宽管理服务器204预测到下一时刻的占用带宽低于64kbps时,即采用G.722编码的语音终端PC不活动时,将通知一个采用iLBC编码的语音终端PC切换到G.722编码,以便实现带宽的分时利用。
当第一企业局域网202的专线10Mbps连接恢复时,第一带宽管理服务器204检测到有更多的带宽可用,以每次10%的比率提升最大带宽。当最大带宽超过512kbps(上行256kbps,下行256kbps)时,语音终端PC206将全部恢复到G.722编码。
通过上述实施例可以看出,本发明的实现不依赖于特定语音编码,当前常用的语音编码都可以与本通信系统集成。本发明利用对语音活动的预测,实现了带宽自适应,在语音质量、系统容量之间达到了较好的平衡,为互联网语音通信系统提供了一种低成本、高质量的语音通信解决方案。
此外,本发明的具体实施方式可以以软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。其中硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明中的系统及其组件可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上对本发明所提供的语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言,在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将构成对本发明专利权的侵犯,将承担相应的法律责任。
Claims (9)
1.一种语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述通信系统包括多个终端模块、带宽管理模块和中转模块,所述终端模块与所述带宽管理模块相连,所述带宽管理模块与所述中转模块相连,多个所述中转模块之间两两相连;
所述终端模块中具有语音检测模块,用于实时地对双向语音活动进行检测,将语音状态变化信息通知所述带宽管理模块;
所述带宽管理模块中具有带宽预测模块,用于接收所述语音检测模块发来的语音状态变化信息,据此预测下一时刻的带宽需求;所述带宽管理模块当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽,当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽;
所述带宽管理模块中具有带宽检测模块;当所述带宽预测模块预测的带宽总量超过所述带宽检测模块检测到的可用带宽与检测时已用带宽之和时,所述带宽管理模块通知使用最高带宽的所述终端模块切换到占用带宽较低的编码,并计算能够释放出的带宽量,如果仍然不够则通知使用次高带宽的所述终端模块;依此类推,直至预测的带宽总量不超过可用带宽与检测时已用带宽之和为止。
2.如权利要求1所述的语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述带宽预测模块对每种语音编码的语音流的活动情况进行预测,得出在下一时间段内各种语音编码的语音流在活动和不活动状态之间转换的概率,进一步得出在下一时间段内的带宽需求。
3.如权利要求1所述的语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述带宽检测模块定期计算所述中转模块与所述终端模块之间的下一时刻剩余带宽,同时统计当前使用的带宽。
4.如权利要求1所述的语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述终端模块包括第一通信模块、编解码模块和语音检测模块;所述编解码模块与所述第一通信模块相连,用于收发语音包;所述语音检测模块在编码前检测语音信号的状态,得出所述语音状态变化信息,并将所述语音状态变化信息通过所述第一通信模块发给所述带宽管理模块。
5.如权利要求1所述的语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述带宽管理模块中还具有第二通信模块,所述第二通信模块分别与所述带宽预测模块和所述带宽检测模块相连。
6.如权利要求1所述的语音传输带宽自适应的通信系统,其特征在于:
所述中转模块包括第三通信模块、节点管理模块和转码模块;其中,所述节点管理模块用来管理所述带宽管理模块,并维护所述带宽管理模块的地址表;在所述第三通信模块收到语音包时,所述节点管理模块为所述语音包提供路由;所述转码模块用来适配使用不同编码类型的多个所述终端模块。
7.一种语音传输带宽自适应的通信方法,基于权利要求1所述的通信系统实现,其特征在于包括如下步骤:
A.位于源端的终端模块向同一局域网内的带宽管理模块发送语音包;
B.所述带宽管理模块收到所述语音包后,将所述语音包转发到中转模块,并统计当前发送的和收到的字节数;所述中转模块进一步将所述语音包转发到目的地的带宽管理模块和终端模块;其中当语音流从活动状态变为不活动、或者从不活动变为活动时,终端模块将该变化信息通知带宽管理模块;
C.所述带宽管理模块根据传输中的语音流在活动与不活动之间变化的频率,预测下一时刻需要的最低上下行带宽;当预测到带宽不足时,降低使用高带宽的语音流带宽;当预测到带宽有盈余时,提升使用低带宽的语音流带宽。
8.如权利要求7所述的通信方法,其特征在于在步骤A中,进一步包括如下步骤:
A1.预先向终端模块设置可选的编码方案列表,其中包括编码类型、帧大小、占用带宽和估计MOS值;
A2.位于源端的终端模块按照估计MOS值对编码表排序,将所述编码表发给所述带宽管理模块以协商传输编码类型,所述带宽管理模块根据当前可用带宽,选择所述编码表中满足占用带宽的第一条记录;
A3.位于源端的终端模块和位于目的地的终端模块协商完成后,开始发送语音包。
9.如权利要求7所述的通信方法,其特征在于在步骤C中,进一步包括如下步骤:
C0.预先设定最大带宽BWmax、语音活动样本数N和预测周期T;
C1.假设通信系统中有P种编码,每隔预测周期T,统计每种编码有多少路通话处于活动状态,记为cP,待所述通信系统稳定运行后,得到P×N的矩阵其中行序号为编码序号,列序号为样本序号;
C3.每隔预测周期T,统计向所述中转模块发送的语音包总字节数B,从而算出该周期T内平均占用带宽BWnow,进一步计算当前时刻可用带宽BWfree=BWmax-BWnow;以BWfree的预定速率向所述中转模块发送测试包,所述中转模块收到该测试包后,统计从所述带宽管理模块发来的流量带宽和BWtotal,回复给所述带宽管理模块,所述带宽管理模块将BWtotal赋给BWmax;
C4.所述通信系统稳定运行后,每隔预测周期T对CPN进行计算;首先,假设使用同一种编码的终端模块数最大值为M,计算矩阵中每一行中从O到M出现的次数,得到P×M的矩阵
C5.根据泊松分布的最大似然估计λP即为采用该编码的通话在下一时刻最可能有几路处于活动状态的估计;
C6.设每种编码的码率为RP,则下一时刻对占用带宽的估计为如果BWnext大于BWmax,则通知终端模块压缩使用高带宽的语音流带宽,否则提示终端模块提高使用低带宽的语音流带宽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210320841.1A CN102882804B (zh) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | 一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210320841.1A CN102882804B (zh) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | 一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102882804A CN102882804A (zh) | 2013-01-16 |
CN102882804B true CN102882804B (zh) | 2015-12-16 |
Family
ID=47483954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210320841.1A Active CN102882804B (zh) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | 一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102882804B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105991577B (zh) * | 2015-02-11 | 2019-04-30 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 一种语音通话处理方法、系统和云端服务器 |
CN108768738B (zh) * | 2018-06-07 | 2021-02-09 | 四川福泰美科技有限公司 | 基于cdn网络技术的快速自适应网络带宽检测方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1747359A (zh) * | 2005-09-12 | 2006-03-15 | 北京邮电大学 | 移动通信系统中基于负载的自适应速率控制方法 |
CN101114988A (zh) * | 2006-07-24 | 2008-01-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 基于非连续发射预测自适应多速率业务的流控算法 |
-
2012
- 2012-08-31 CN CN201210320841.1A patent/CN102882804B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1747359A (zh) * | 2005-09-12 | 2006-03-15 | 北京邮电大学 | 移动通信系统中基于负载的自适应速率控制方法 |
CN101114988A (zh) * | 2006-07-24 | 2008-01-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 基于非连续发射预测自适应多速率业务的流控算法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102882804A (zh) | 2013-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5605278B2 (ja) | 移動度に基づいてリンク適応を実施する方法及びシステム | |
US11363089B2 (en) | Systems and methods for optimization of transmission of real-time data via network labeling | |
US8180385B2 (en) | Intelligent adaptive re-coding for improved communications resource utilization | |
CN104704776B (zh) | 用于网络和服务控制的混合接入的方法和系统 | |
KR101031182B1 (ko) | 홈 네트워크의 대역폭 사용을 폴리싱하는 방법 및 장치 | |
CN105227481A (zh) | 基于路径开销和流调度代价最小化的sdn拥塞控制路由方法 | |
CN101114988B (zh) | 基于非连续发射预测自适应多速率业务的流控算法 | |
US9866610B2 (en) | Methods, systems, and computer readable media for selecting a codec pair based on network conditions | |
US8341265B2 (en) | Hybrid server overload control scheme for maximizing server throughput | |
US20150124604A1 (en) | Systems and Methods for Proactive Congestion Detection in Radio Access Networks | |
CN1706118A (zh) | 无线传送不同信息流的方法和设备 | |
CN101939955A (zh) | 分组网络中同步数据的链路饱和控制方法和系统 | |
CN102882804B (zh) | 一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法 | |
US8064938B2 (en) | Adaptive multi-tiered re-coding for improved communications resource utilization | |
CN104301929A (zh) | 一种测量报告上报方法及设备 | |
CN103283275B (zh) | 数据的负载平衡 | |
JP2005064970A (ja) | 配信レート制御方法及びシステム | |
CN103237014A (zh) | 一种数据传输方法及装置 | |
JP6565319B2 (ja) | 転送処理装置、転送処理方法、および、転送処理プログラム | |
US9172727B2 (en) | Customer premise equipment and microprocessor resource management method of customer premise equipment | |
KR20120032729A (ko) | 네트워크의 에너지 효율 산출 장치 및 방법 | |
CN101309487B (zh) | 一种语音帧的处理方法、系统和基站 | |
CN100568871C (zh) | 一种在sip多处理器系统中实现会话调度的方法 | |
WO2018072686A1 (zh) | 一种卫星通讯系统数据调方法、装置及基站 | |
US20230397047A1 (en) | Alleviating cell congestion in wireless networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |