CN100579105C - 一种数据流处理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种方法，包括：通信终端获取编解码算法插件；通信终端根据所述编解码算法插件对发送的数据流进行编码，对接收的数据流进行解码。通过在通信链路中的各节点透明传递编解码算法插件直至通信终端，本发明使得终端根据编解码算法插件对发送的数据进行编码、对接收的数据流进行解码即可实现互通。这样，通信链路中TC的数量降至最低，减少了由TC进行编解码格式转化带来的通信质量损失和时间延迟。

Description

一种数据流处理的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及通信链路上的数据处理。
背景技术
通信系统中常采用IP传输机制和TDM传输机制来传递数据流。IP传输机制相对TDM传输机制，因具有更高的组网灵活性、更低的传输成本、开销和网络建设成本以及更丰富的业务功能等优点，成为一种较优的数据传输机制。
在IP传输机制中，如图1所示，通信设备需要将语音模拟信号转换为数字信号在通信链路上传递，再将接受到的数字信号还原成用户可直接接收的音频信号，其间需要通过编解码器(TC)来实现模/数和数/模的转换。移动台用户的TC一般设置在移动台内部，固网终端的TC常设置在终端内部或接入网控制的媒体网关处，若通信终端有视频功能，视频流也需经过编码和解码才能在终端上显示。
因不同的终端(无论移动台或固网终端)、不同通信网络设备(包括网元和服务器)，不同国家，不同运营商，不同通信制式(如CDMA2000/WCDMA/TDSCDMA)可能使用不同的编解码格式，目前常用的一些编解码格式举例如下：
PCMU Pulse Code Modulation，Mu-law 脉冲编码调制Mu率
PCMA Pulse Code Modulation，A-law  脉冲编码调制A率
13K 13K Vocoder                    13K编解码
EVRC  Enhanced Variable Rate Codec 增强可变速率编解码
SMV Selectable Mode Vocoder        可选模式编解码
所以，数据流在通信链路上被传送的过程中使用相同的编解码格式几乎不可能。为使通信双方的顺利沟通，需要在通信通路中插入TC来实现不同编解码格式的转换。由于不同编解码格式之间的转换在一定程度会产生通信质量损失和时间延迟。因此，在通信链路中转换不同编解码格式的TC越少越好，以保证更高的通话质量和更小的传输延迟。
如图2所示，当用户A和用户B选用相同的编解码格式时，如Codec1＝EVRC，可以实现互通；当用户A和用户B选用不同的编解码格式，如Codec1＝EVRC，Codec2＝13K，若中间没有TC转换，则不能实现互通；通信通路中有TC实现Codec1和Codec2之间的转换时，则可以实现互通。
通常情况下，在该条通信链路中经过的诸多通信节点支持不只一种的编解码格式，设节点A支持a，b，c三种格式，即A集表示为A(a，b，c)，B支持B(c，d，b)，C支持C(e，f，d，g)(队列已经显示了节点的优选格式顺序)。A向B发送“呼叫请求”时携带A集；B向C发送“呼叫请求”时携带B集，C将B和C的交集(d)通过“呼叫相应”携带返回节点B，因为A和B的交集(b，c)中不含(d)，则AB间用b或c格式通信，BC间用d格式通信，节点B处需要TC进行两种通信格式的转换，即当三个相邻节点可支持的格式交集为空时，就必须要TC的格式转换来实现互通。
通信节点间的信令交互如图3所示，
a.当节点A试图和节点C通信时，A选择通过中间节点B来传递语音信号。A向B发送“呼叫请求”，其中携带了A所支持的编解码格式Codec1，Codec2。
b.节点B收到来自A的“呼叫请求”后，判断节点B不支持Codec1，但是支持Codec3，节点B向节点C发送“呼叫请求”，携带了编辑码格式Codec2和Codec3。“呼叫请求”中还可能包含被叫号码、业务类型、承载相关参数等。
c.节点C收到来自B的“呼叫请求”后，C节点不支持Codec2，从中选定一个编解码格式Codec3，并向B返回“呼叫响应”，其中携带有节点C选定的编解码格式Codec3。在后续的通话过程中，B和C之间两端使用Codec3进行通信。
d.节点B收到来自C的“呼叫响应”后，B和C之间已经确定了采用Codec3，而来自A的“呼叫请求”没有携带Codec3，即A不支持Codec3，那么B只能在A和B之间选择使用Codec2。B向A返回“呼叫响应”，其中携带有节点B选定的编解码格式Codec2。在后续的通话过程中，B和A之间两端即适用Codec2进行通信。“呼叫响应”可以携带用户摘机指示，或者通过该相应的后续信令携带。
这样在节点B将存在一个TC，实现Codec2和Codec3之间的转换。
有时因节点对编解码格式的优先极的选择不同，需要通过不只一个回合的协商才能确定，在此结合图示，再进一步以在核心网SIP协议(CDMA2000和WCDMA均在使用)下为例进行说明：
a.如图4所示，MSCe1试图发起一个呼叫，向MSCe2发送INVITE消息，其中携带了SDP1。SDP1包含了MSCe1所支持的编解码格式列表(a，b，c)，列表顺序表明MSCe1对三种编解码格式的选择顺序；
b.MSCe2向MSCe1返回183消息，携带的SDP2包含MSCe2所支持的编解码格式列表(c，b)，一是表明呼叫业务正在接续过程中，二是从SDP1的列表中选定并向MSCe1发送回本端支持的编解码格式，依MSCe2的选择，格式c优先于格式b；
c.若MSCe1希望选择格式b，则向MSCe2发起UPDATE(b)的消息，其中携带有SDP3(b)；
d.MSCe2向MSCe1返回200OK(UPDATE)(SDP3)消息，表明同意使用格式b进行通信；
e.MSCe2向MSCe1返回200OK(INVITE)消息；
f.MSCe1向MSCe2返回ACK消息表明200OK(INVITE)消息成功收到。
上述为183不可靠消息，SIP协议中同样规定了加强型的183可靠消息，即在上述步骤b与c之间包含下述步骤：
MSCe1向MSCe2发送PRACK(183)消息，表明MSCe1成功收到了183消息；
MSCe2向MSCe1返回200OK(183)消息，表明MACe2成功收到了PRACK(183)消息。
现有技术的缺陷存在于如下几个方面：
(1)当相邻两个节点所分别支持的编解码格式序列的交集为空时，即使存在TC，也无法进行编解码格式的转换。
(2)图4的示例是核心网MSCe1和MSCe2之间进行两个回合的商榷确定编解码格式的步骤，有可能有更烦琐的商榷和更多的回合才能确定。且整个通路中包括接入网和核心网各个相邻网络节点均可能出现类似情况，
(3)因通信链路上节点多，即使相邻节点间皆存在相同的编解码格式可以用多个TC分别实现编解码格式的转换，在一定程度上必定产生语音通信的质量损失和时间延迟。
所以，要保证尽量高的通话质量和尽量小的时间延迟，转换不同编解码格式的TC越少越好。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是，提供一种数据流处理的方法，从而获得尽量高的通话质量和尽量小的时间延迟。该方法包括：
编解码装置获取编解码算法插件；对编解码算法插件中的算法描述脚本进行分析和解释，将其转换为处理器能够识别的指令序列，并进行装载；
根据所述编解码算法插件中的编解码格式对通信终端发送的数据流进行编码，对通信终端接收的数据流进行解码。
所述编解码装置存在于通信终端或固网接入网网关上
可选的，上述编解码算法插件可以通过主叫终端与被叫终端之间的信令方式传递。
通信的主叫终端可以在呼叫请求中携带己方所选择的所述编解码算法插件，经过通信链路中各节点传输至被叫终端。
通信的主叫终端可以指示被叫终端来指定所述编解码算法插件，经通信链路中的节点传递至主叫终端。
上述编解码算法插件由主叫终端提供，或者由被叫终端提供，或者从网络服务器下载。
所述编解码装置设置于主控方的媒体网关处的会议处理单元中，在进行会议电话时，主控方媒体网关的会议处理单元在初始通话双方的通话阶段保存编解码算法插件。
参与会议电话的后续加入方通过信令方式从所述会议处理单元处取得编解码算法插件；或者呼叫连接一经建立即从所述会议处理单元处取得编解码算法插件。
上述会议处理单元根据所述编解码算法插件将两方或两方以上的音频数据流进行解码，对其进行混音后进行编码，再传递至另一方会议参与者。
本发明所述的终端为移动台或固网终端；终端向网络节点传输的数据流为经编解码器TC转换成的音频信号，或者为视频信号。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种数据流处理的装置，使转换不同编解码格式的TC越少越好。从而获得更高的通话质量和更小的时间延迟。该装置包括脚本编译器和编解码器：
脚本编译器，将编解码算法插件中的算法描述脚本转换为处理器能识别的指令序列，并传递给所述编解码器；
编解码器，对数据流进行编解码算法插件中编解码格式的编码、解码或编解码格式转换；
所述脚本编译器根据其中的编解码算法插件，对其中的算法描述脚本进行分析和解释，转换为处理器能够识别的指令序列，并传递给所述编解码器进行装载；所述编解码器装载编解码程序，对数据流进行编码、解码或编解码格式的转换。
本发明还提供一种数据流处理的系统，包含主叫终端、被叫终端和各网络节点。主叫终端与被叫终端通过由其中一方指定编解码算法插件，并通过网络将该指定的编解码算法插件发给对方，主叫终端或网络节点通过编解码算法插件对将传输的数据进行编码，被叫终端或网络节点对接收的数据流以所述编码算法相同的格式进行解码，网络节点直接传输经编码的数据流。
更优地，被叫终端或网络节点也可通过编解码算法插件对将传输的数据进行编码；主叫终端或网络节点也可对接收的数据流以上述编码算法相同的格式进行解码。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在通信链路中的各节点透明传递编解码算法插件直至通信终端，使得终端根据编解码算法插件对发送的数据进行编码、对接收的数据流进行解码即可实现互通。使通信链路中TC的数量降至最低，减少了由TC进行编解码格式转化带来的通信质量损失和时间延迟。
附图说明
图1为编解码器(TC)的功能示意图；
图2为用TC实现编解码格式的转化示意图；
图3为三个通信节点间编解码格式筛选的信令流程图；
图4为两个通信节点间进行两轮编解码格式协商的信令流程图；
图5为数据流处理模块的结构图；
图6为本发明第一方法实施例中一情形下获取编解码算法插件的信令流程图；
图7为本发明第二方法实施例的原理示例图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图5为一种进行数据流处理的编解码装置，包含脚本解释器和编解码器。其中，脚本解释器可以自身存储着多个编解码算法插件，对应着多种编解码格式；也可以接收来自外部的编解码算法插件进行暂存，待一次通话结束后清除。脚本解释器对编解码算法插件中的算法描述脚本进行分析和解释，将其转换为处理器能够识别的指令序列，即“编解码程序”，并传递给“编解码器”进行装载。
编解码器在装载了编解码程序后，可以对数据流进行编解码算法插件中编解码格式的编码、解码和格式转换。
在移动台或固网终端上设置编解码装置，或者在固网接入网网关处设置编解码装置，可以实现在语音模拟信号转换成数字音频信号的同时进行编码，或者在数字音频信号转换成语音模拟信号的同时进行解码，以及视频信号在信道上传输前后的编码和解码。在多方通话即会议电话时主控方的媒体网关处的会议处理单元中设置编解码装置，在多方混音前解码，多方混音后编码，实现多路信号向一路信号的传输，从而实现多方通话。
下为本发明实现数据流处理的方法实施例：
实施例一，主叫方发起呼叫请求，指示在呼叫建立过程中双方获得编解码算法插件。根据该插件的提供源不同可分如下情况：
a.可选的针对不同格式的编解码算法插件含在主叫方自身，流程如图6所示，主叫方选定关于编解码格式1的编解码算法插件，向BSC发送呼叫请求时携带该插件，插件随信令经接入网、核心网的各网络节点传递至对方终端，如在接入网部分，BSC在向MSC发送的CM Service Request消息或MSC在向BSC发送的Assignment Request消息中携带的承载参数包含编解码算法插件；在核心网部分，MSCe1向MSCe2发送呼叫请求INVITE消息中携带该插件。此图中，为简便起见将具体节点名称省去而用中间节点A代替所有节点。对方终端暂存该插件，在本次通话中，双方终端在全双工方式下，以相同的编解码格式对待发送的数据流进行编码，对收到的数据流进行解码。在通信链路上不需对数据格式进行转换而直接传输。待本次通话结束，被叫终端可将该插件释放，也可将该插件保存，作为己方自有的备选编解码算法插件。
b。可选的针对不同格式的编解码算法插件在通信网络的服务器中，并由信令携带(如：呼叫响应)至主叫方，主叫方从中择其一并通过信令传递至被叫方，主被叫双方在全双工方式下，以相同的编解码格式对数据流进行编码和解码。
实施例二，主叫方发起呼叫请求，指定由被叫方来确定编解码算法插件，此处根据该插件的提供源不同：
a.可由主叫方传递一组其自身已经选择的编解码算法插件由被叫方从中选择；
b.也可以直接由被叫方指定其自有的编解码算法插件；
c.或是当可选的针对不同格式的编解码算法插件在通信网络的服务器中时，由被叫方从服务器提供的插件中选择一编解码算法插件.
被叫方通过响应消息携带选定的编解码算法插件返回给主叫方，主被叫双方在全双工方式下，以相同的编解码格式对数据流进行编码和解码。
实施例三：主被叫双方按普通接续过程进行呼叫连接的过程中，已成功协商由其中一方提供编解码算法插件，呼叫连接一经建立，提供方随即发送，主被叫双方在全双工方式下，以相同的编解码格式对数据流进行编码和解码。
需要说明的是，当通信中有一方为固网终端，且TC设于接入网控制的媒体网关时，编解码算法插件在该媒体网关的TC上进行装载，
上述实施例未穷举主被叫双方建立起呼叫连接过程中进行协商，从而获得确定的用以通信的编解码算法插件的情形，应视为任一种方式均在本发明的保护范围之内。
在三方或三方以上的多方通话的情景中，由于初始的通话双方已经在使用编辑码算法插件而进行某相同编解码格式的编码、解码转换，主控方媒体网关的会议处理单元将保存该编解码算法插件，在后加入方获得准许接入的过程中，该插件会随信令传输至后加入方，数据流也在此处做处理。设A、B、C三方进行会议通话，会议处理单元上的编解码算法插件将对A、B传出的数据流分别进行解码，然后进行混音处理，再进行编码成为一条数据流后传递至C；终端C处接收到此数据流后进行解码即可同时接收A和B的语音或视频信号。
同样需要说明的是，当通信中有一方为固网终端，且TC设于接入网控制的媒体网关时，编解码算法插件在该媒体网关的TC上进行装载，
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的包含范围内。

Claims (15)

1、一种数据流处理的方法，其特征在于，
编解码装置获取编解码算法插件；
对编解码算法插件中的算法描述脚本进行分析和解释，将其转换为处理器能够识别的指令序列，并进行装载；
根据所述编解码算法插件中的编解码格式对通信终端发送的数据流进行编码，对通信终端接收的数据流进行解码。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编解码装置存在于通信终端或固网接入网网关上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述编解码算法插件通过通信终端之间以信令方式传递。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通信的主叫终端在呼叫请求中携带己方所选择的所述编解码算法插件，经过通信链路中各节点传输至被叫终端。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述编解码算法插件由主叫终端提供，或者从网络服务器下载。
6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通信的主叫终端指示被叫终端来指定所述编解码算法插件，经通信链路中的节点传递至主叫终端。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述编解码算法插件由主叫终端提供，或者由被叫终端提供，或者从网络服务器下载。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编解码装置设置于主控方的媒体网关处的会议处理单元中，进行会议电话时，主控方媒体网关的会议处理单元在初始通话双方的通话阶段保存编解码算法插件。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，参与会议电话的后续加入方通过信令方式从所述会议处理单元处取得编解码算法插件；或者呼叫连接一经建立即从所述会议处理单元处取得编解码算法插件。
10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，会议处理单元根据所述编解码算法插件将两方或两方以上的数据流进行解码，对其进行混音后进行编码，再传递至另一方会议参与者。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信终端发送的数据流为音频信号，或者为视频信号。
12、一种数据流处理的装置，其特征在于，包括脚本编译器和编解码器：
所述脚本编译器，用于将编解码算法插件中的算法描述脚本转换为处理器能识别的指令序列，并传递给所述编解码器；
所述编解码器，用于对数据流进行编解码算法插件中编解码格式的编码、解码或编解码格式转换。
13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述脚本编译器具体用于根据其中的编解码算法插件，对其中的算法描述脚本进行分析和解释，转换为处理器能够识别的指令序列，并传递给所述编解码器进行装载；所述编解码器具体用于装载编解码程序，对数据流进行编码、解码或编解码格式的转换。
14、一种数据流处理的系统，包含主叫终端、被叫终端和各网络节点，其特征在于，主叫终端与被叫终端通过由其中一方指定编解码算法插件，并通过网络将该指定的编解码算法插件发给对方，主叫终端或网络节点通过编解码算法插件对将传输的数据进行编码，被叫终端或网络节点对接收的数据流以所述编码算法相同的格式进行解码，网络节点直接传输经编码的数据流。
15、根据权利要求14所述的系统，其特征在于，被叫终端或网络节点通过编解码算法插件对将传输的数据进行编码；主叫终端或网络节点对接收的数据流以所述编码算法相同的格式进行解码。
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