技术背景
在数字移动通信系统中,语音、图象及视频等业务源需要通过采样、量化及压缩等操作编码为一定速率的码流进行传输,为了适应移动通信系统变化的无线信道环境,一种较好的方式是采用自适应多速率的信源编码技术,如第三代移动通信系统(3G)中就采用了AMR(自适应多速率)语音编解码技术。其中,AMR语音采用8kHz采样速率,提供了从4.75kbps到12.2kbps共8种速率选择;在3GPP(第三代合作项目)的UMTS(通用移动通信系统)系统Release5中,又进一步引入了AMR-WB(自适应多速率宽带)语音编解码器,其采用16kHz采样速率,提供了从6.60kbps到23.85kbps共9种速率选择。自适应多速率编解码技术为在业务质量和无线网络容量与覆盖之间取得最佳的平衡提供了灵活的选择。以AMR语音为例,较高速率的AMR语音可以提供较好的语音质量,但是无线覆盖和系统容量较差,而较低速率的AMR语音尽管语音质量不如较高速率的AMR语音,但能提供更好的无线覆盖和较大的系统容量。
专利号为WO 01/03448A2的PCT专利“Method for Selection ofCodec Method”,以及3GPP的技术报告“TS25.922,Radio resourcemanagement strategies”均涉及了UMTS(通用移动通信系统)系统中的AMR语音动态速率选择与控制问题。根据已有技术,AMR语音动态速率选择主要由无线接入网负责,其中,由无线接入网中无线资源管理(RRM)功能负责根据空中接口的无线资源状况,对AMR语音速率的动态改变作出判断,从而触发AMR语音速率的调整。以码分多址(CDMA)系统为例,AMR语音动态速率选择所依据的无线资源状况主要是空中接口的负载,在下行方向,负载主要取决于基站报告的下行发射总功率,在上行方向,负载则主要取决于基站测量的上行总的干扰电平。
以UMTS系统为例,无线接入网由Node B(节点B)与RNC(无线网络控制器)组成,RRM功能主要在RNC中完成。对于电路交换(CS)AMR语音,首先由RNC根据空中接口负载状况作出AMR速率动态调整的决定,然后RNC通过一定的控制信令通知用户设备(UE)和核心网(CN)进行相应的AMR速率调整。其中,RNC与CN之间的AMR速率控制是通过Iu-CS接口用户面协议Iu-UP带内控制信令完成的,即在上行方向由RNC向CN发送“Rate Control”速率控制帧,在下行方向则由CN向RNC发送“Rate Control”速率控制帧,该速率控制帧包含了发起方所允许的最大AMR速率。RNC与UE之间的AMR速率控制是通过空中接口完成的,RNC对上行方向AMR速率的控制是通过带外控制信令RRC(无线资源控制)消息(典型地采用“Transport FormatCombination Control”消息)实现的,即通过限定UE所允许采用的上行链路传输格式组合(TFC),隐含地通知UE可采用的AMR速率;而对下行方向AMR速率的控制不需要信令控制,而是直接按新的AMR速率发送下行数据帧,UE根据接收的数据帧的TFC获知相应数据帧的AMR速率。
另一方面,移动通信系统逐渐向基于全IP的网络结构演进,如UMTS系统到目前为止已发展了四个版本,即Release 99、Release 4、Release5和Release 6。在Release 5中,UMTS核心网在原有的电路交换(CS)域和分组交换(PS)域的基础上,引入了一个新的域即IP多媒体子系统(IMS)域。IMS是采用IP应用级信令SIP(会话发起协议)实现IP多媒体会话呼叫控制的提供包括VoIP在内的多媒体业务的网络,其核心是功能上相当于SIP服务器的称为呼叫状态控制功能(CSCF)的网元,它利用PS域核心网提供IP多媒体业务相关的控制信令和用户数据分组的承载。
图1所示的现有技术的UMTS网络,主要包括UMTS无线接入网(UTRAN)、GPRS分组数据网与IMS三个部分,其中UTRAN由Node B(节点B)与RNC(无线网络控制器)组成,GPRS分组数据网由SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)组成。UE通过空中接口即Uu接口与UTRAN相连,UTRAN通过Iu-PS接口与SGSN相连,SGSN和GGSN之间的接口为Gn接口,GGSN与外部分组数据网的接口为Gi接口,由于IMS采用IP应用级信令SIP实现IP多媒体会话呼叫控制,因此IMS与GGSN之间也通过Gi接口相连。
根据3GPP规范TS23.228和TS24.228,多媒体会话中包括所采用的媒体编码模式在内的媒体特性是在IMS多媒体会话初始建立或重配过程中,通过由IMS控制的端到端SIP信令协商完成的。但是,在该协商过程中所确定的媒体编码模式实际上只是参与会话的UE及网络所支持的媒体编码集合,而并没有考虑无线接入网中无线资源动态变化的影响。如前所述,在多媒体会话过程中,采用媒体编码速率的动态控制将有利于无线性能的优化,尽管现有IMS规范也允许主叫或被叫端UE通过SIP信令对媒体编码速率进行再协商以更改当前的媒体编码速率,但是,采用这种方式实现媒体编码速率的动态控制存在以下问题:
多媒体会话过程中媒体编码速率的改变是主要为了实现无线资源的优化,即作为一种负载控制的方式而实施的,媒体编码速率的动态选择应主要由无线接入网负责完成,因此,采用该方式进行媒体编码速率的控制需要作出速率调整决定的某方UE所在的无线接入网通过空中接口通知其所控制的UE,再由该UE通过UE端到端SIP信令将速率改变请求通知对端UE,由于对端UE并不是其所在无线接入网媒体编码速率动态选择的控制者,因此其需要通过空中接口将所述媒体编码速率调整的请求转发至所在无线接入网,再由其所在无线接入网根据自身无线资源状况作出相应的判断。因此,该方式中UE端到端SIP信令仅仅作为两端无线接入网媒体编码速率控制的传输通道,这与SIP协议本身实现端到端控制的基本原则是不相符的;
通过该方式需要较长的控制响应时间,难以实现针对无线资源变化的自适应快速控制;
实现媒体编码速率动态控制的目的主要是为了进行负载控制,然而,在多媒体会话进行的同时传送大量的SIP信令需要消耗额外的无线资源,因此不能起到有效的负载控制作用,甚至反而会加重空中接口的负荷;
根据3GPP规范TS23.228和TS24.228,UE通过SIP信令对媒体编码速率进行再协商来更改当前的媒体编码速率采用的是先停止采用旧编码方式的相应媒体的用户数据分组的发送,等待UE端到端SIP信令交互完成媒体编码速率的再协商后,才启动采用新的编码方式的相应媒体的用户数据分组的发送。由于IMS会话类型业务的实时性要求很高,而上述SIP信令交互过程需要较长的时间,因此,采用现有技术将造成媒体数据流较长时间的中断,从而对用户的服务质量造成较大的影响。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种有效的在IMS多媒体会话过程中实现媒体编码速率动态控制的信令方法及系统,从而有效优化系统无线资源的使用,提高系统容量和覆盖等无线性能。
如前所述,在多媒体会话过程中,通过UE端到端SIP信令实现媒体编码速率的控制存在诸多问题,因此,本发明的基本思想是实现主被叫方UE所属的RNC之间直接的速率协商,这样,端到端SIP信令仅负责在IMS多媒体会话初始建立或重配过程中确定主被叫方UE及IMS所支持的媒体编码集合,而由RNC负责在多媒体会话过程中根据无线资源的变化动态地改变媒体编码速率。
为了实现主被叫方UE所属的RNC之间直接的速率协商,需要在网络侧建立主被叫方UE所属的RNC之间的媒体编码速率控制信息通道。如上所述,由于IMS会话类型多媒体业务RTP/RTCP分组均需经过外部IP网络进行路由,即所有的PLMN网络协议层如GTP-U等均在GGSN处被终结,因此不能通过在用户数据IP分组外附加额外的协议层来实现RNC之间的媒体编码速率控制;同时,用户数据IP分组经过外部IP网络进行路由使得主叫或被叫方UE所属的RNC或SGSN/GGSN无法获知对端UE所属的RNC或SGSN/GGSN,另外,UE的移动性也使得其所连接的RNC/SGSN/GGSN在通信过程中也是不断变化的,因此不能通过建立主被叫方UE所属的RNC之间的在PLMN网内的直接或间接的连接或路由来传递RNC之间的媒体编码速率控制信息。
为此,本发明提出利用用户IP分组数据流本身携带相应的RNC之间的媒体编码速率控制信息,从而实现多媒体会话过程中RNC根据无线资源的变化对媒体编码速率的进行自适应的控制。
根据本发明的一个方面,一种在通信系统中对会话类型多媒体业务进行动态速率控制的方法,包括:在多媒体会话建立阶段,主被叫方通过端到端信令协商确定一个媒体编码集合;主被叫方以初始速率开始多媒体会话的用户数据传送;在多媒体会话期间,主被叫方所属无线接入网中的通信设备不断对主被叫方的无线资源状况进行监视,并由此作出调整媒体编码速率的决定;作出媒体编码速率调整决定的所述通信设备和对端通信设备通过媒体编码速率控制信息进行体编码速率的协商。
根据本发明的一个实施例,其中媒体编码速率控制信息由用户媒体数据分组流携带传送。
根据本发明的一个实施例,其中媒体编码速率控制信息由实时数据传输分组的头部扩展携带传送。
根据本发明的又一个实施例,通过在媒体用户数据分组流中插入至少一个创建的“过期”的实时数据传输分组来传送所述媒体编码速率控制信息。
根据本发明的再一个实施例,通过利用所述插入的“过期”实时数据传输分组的扩展头部来传送所述媒体编码速率控制信息。
根据本发明的另一个方面,一种对会话类型多媒体业务进行动态速率控制的装置,包括媒体速率调整判断单元,用于根据无线资源状况作出媒体编码速率调整的决定;媒体编码速率控制信息发送单元,用于将所述媒体速率调整判断单元产生的媒体编码速率控制信息承载在用户媒体数据分组流中进行传送;媒体编码速率控制信息接收单元,用于接收用户媒体数据分组流,并从其中提取出承载的媒体编码速率控制信息,送往所述媒体速率调整判断单元进行处理,同时恢复出原用户媒体数据流进行传送。
根据本发明的再一个方面,一种对会话类型多媒体业务进行动态速率控制的通信系统,所述通信系统包括多个与无线接入网UTRAN相连接的移动通信设备、分组数据网、IMS网络和IP网络,其中所述无线接入网包括基站和动态速率控制装置,所述动态速率控制装置包括媒体速率调整判断单元,用于根据无线资源状况作出媒体编码速率调整的决定;媒体编码速率控制信息发送单元,用于将媒体速率调整判断单元产生的媒体编码速率控制信息承载在用户媒体数据分组流中进行传送;媒体编码速率控制信息接收单元,用于接收用户媒体数据分组流,并从其中提取出承载的媒体编码速率控制信息,恢复出原用户分组数据流进行传送,同时将提取出的媒体编码速率控制信息送往所述媒体速率调整判断单元进行处理。
具体实施例详细描述
下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。由于基于空中接口的无线资源状况作出媒体编码速率调整的决定与现有技术相同,即由无线接入网中的RNC/BSC中的RRM功能单元负责完成,因此以下主要描述如何实现RNC之间媒体编码速率控制信息的传输。
图11表示了根据本发明实现IMS系统中会话类型多媒体业务动态速率控制的系统,主要包括无线接入网(UTRAN)、分组数据网、IMS网络和IP网络。其中无线接入网由基站与RNC无线网络控制器和BSC基站控制器组成,在UMTS系统中,分组数据网由SGSN(服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)组成。
图2所示为3GPP规范TS26.236所给出的IMS会话类型多媒体业务用户面协议,可以看到,媒体数据由RTP(实时传输协议)承载,其中RTP净荷包括净荷格式部分和媒体数据部分,除了承载媒体数据的RTP分组外,用户数据分组还包括RTCP(实时传输控制协议)控制分组,RTCP起到周期性地传送媒体传输质量参数等信息的作用。RTP/RTCP均运行在UDP(用户数据报协议)/IP之上并使用不同的UDP端口。关于RTP和RTCP的详细描述,可以参考IETF的文献RFC1889。
图3所示为主被叫方均为PLMN移动用户时IMS会话类型多媒体业务数据分组的路由示意图,可以看到,多媒体业务RTP/RTCP分组均需经过外部IP网络进行路由。
图4则给出了IMS多媒体会话中主叫或被叫方用户IP数据分组所途经的网络节点的用户面协议栈,其中,在Uu接口的用户面协议包括PDCP(分组数据汇聚协议)、RLC(无线链路控制)、MAC(媒体接入控制)和物理层,而在Iu-PS接口处,用户IP数据分组通过GTP-U(用户面GPRS隧道协议)通道进行传输,而GTP-U本身又由UDP/IP承载,但这里的IP网络是PLMN内部传输网络。GTP-U是分段建立和维护的,其中,SGSN终结与RNC的GTP-U隧道而与GGSN建立新的GTP-U隧道,GGSN则终结与SGSN的GTP-U隧道,并将用户IP数据分组路由到外部IP网络。
图5给出了RTP头部各字段的结构,各个字段的详细定义和用法可以参考IETF规范“RFC1889,RTP:A Transport Protocol forReal-Time Applications”,与本发明主要相关的是X(头部扩展指示位),通常情况下RTP头部不包含扩展头部,X设置为0,若使用扩展头部,则X设置为1,即指示SSRC(无CSRC即CC字段为0)或CSRC之后为RTP扩展头部。根据RFC1889扩展头部为用户特殊定义的部分,为了保证系统互操作性,对包含扩展头部的RTP分组,接收方若不能解释该扩展头部即忽略该扩展头部而仅对其它字段进行处理。如图5所示,RTP扩展头部由扩展头部Profile,扩展头部长度及头部扩展段组成,其中,扩展头部Profile用于标识和区分特定的扩展头部,扩展头部长度为以32位字为单位的头部扩展段的长度。
图6所示为UDP头部结构,与本发明主要相关的是UDP长度和UDP校验和字段,其中UDP长度为以字节为单位的包括UDP头部在内的整个UDP分组长度,UDP校验和则是针对整个IP分组进行计算的,若UDP校验和字段为零,则表示发送端未产生UDP校验和;图7所示为IPv4/IPv6的头部结构,与本发明主要相关的是IPv4中的IP分组总长度字段和IP头校验和字段,以及IPv6中的净荷长度字段,其中IPv4中的IP分组总长度为以字节为单位的包括IP头部在内的整个IP分组的长度,IPv4中的IP头校验和字段是仅仅针对IP分组头进行计算的,IPv6中的净荷长度则为除去IP头部的IP分组净荷部分的长度。
图12则给出了IMS系统中实现会话类型多媒体业务动态速率控制的装置的详细结构。如前所述,本发明所提出的IMS系统中会话类型多媒体业务动态速率控制主要由RNC/BSC实现,因此,需要在现有RNC/BSC结构的基础上作出改进,如图12所示。其中,RNC/BSC的RRM功能部分包括媒体速率调整判断单元,用于根据无线资源状况作出媒体编码速率调整的决定,包括主动发起媒体编码速率调整的请求,或者对对端提出的媒体编码速率调整的请求进行判断,典型地,对CDMA系统所述无线资源状况主要是空中接口的负载,即在下行方向,负载主要取决于基站报告的下行发射总功率,在上行方向,负载则主要取决于基站测量的上行总的干扰电平。如图12所示,所述装置还包括媒体编码速率控制信息发送单元,以及媒体编码速率控制信息接收单元,其中,媒体编码速率控制信息发送单元负责接收来自PDCP的上行用户媒体数据分组流,将媒体速率调整判断单元产生的媒体速率调整请求等媒体编码速率控制信息承载在上行用户媒体数据分组流中,并送往上行GTP-U处理实体;媒体编码速率控制信息接收单元负责接收来自GTP-U的下行用户媒体数据分组流,并从其中提取出来自对端RNC的承载在用户媒体数据分组流中的媒体编码速率控制信息,同时恢复出原用户媒体数据分组流并送往下行PDCP处理实体,而提取出的媒体编码速率控制信息则送往媒体速率调整判断单元进行处理,对来自对端RNC的媒体编码速率调整请求作出确认、修改或拒绝等决定。
在图11所示的系统中,首先在IMS多媒体会话建立阶段,主被叫方UE通过端到端应用级SIP信令完成IMS多媒体会话的呼叫处理,其中包括对可用的媒体编码集合的协商,并建立支持该媒体编码集合的移动通信网络中的承载通道,然后即以初始速率开始IMS多媒体会话的用户数据传送。在IMS多媒体会话期间,主被叫方UE所属的RNC/BSC不断对其无线资源状况进行监视,并由此作出调整媒体编码速率的决定;若某方所属的RNC/BSC作出媒体编码速率调整的决定,则利用在媒体分组数据流中传送的媒体编码速率控制信息,将媒体速率调整的请求发送给对端UE所属的RNC/BSC,对端UE所属的RNC/BSC则进一步根据其无线资源状况,对所述作出媒体编码速率调整决定的RNC/BSC的媒体编码速率调整请求作出确认、修改或拒绝的决定,并利用在媒体分组数据流中传送的媒体编码速率控制信息,将对所述RNC/BSC的媒体速率调整请求的确认、修改或拒绝的回答返回该RNC/BSC,该RNC/BSC则同样利用在媒体分组数据流中传送的媒体编码速率控制信息对对端UE所属的RNC/BSC的回答予以确认。最后,主被叫方UE所属的RNC各自按照上述带内媒体编码速率协商的结果完成对相应UE的速率控制。
图10则给出了在图11所示的系统中采用上述RNC之间媒体编码速率控制信息的传输方法的动态控制过程。如图10所示,首先在IMS多媒体会话建立阶段,主被叫方UE通过端到端应用级SIP信令完成IMS多媒体会话的呼叫处理,其中包括对可用的媒体编码集合的协商,并由UMTS网络建立支持该媒体编码集合的UMTS承载,然后即以初始速率开始IMS多媒体会话的用户数据传送。在IMS多媒体会话期间,主被叫方UE所属的RNC不断对其无线资源状况进行监视,并由此作出调整媒体编码速率的决定;此时,作出媒体编码速率调整决定的一方所属的RNCA,即采用本发明提出的媒体分组数据流带内传输RNC之间媒体编码速率控制信息的方法,将媒体速率调整的请求发送对端UE所属的RNCB;对端UE所属的RNCB则进一步根据其无线资源状况,对所述RNCA的媒体编码速率调整请求作出确认、修改或拒绝的决定,并采用本发明提出的方法,将对所述RNCA的媒体速率调整请求的确认、修改或拒绝的回答返回RNCA,RNCA则采用本发明提出的方法对RNCB的回答予以确认。最后,主被叫方UE所属的RNC各自按照上述带内媒体编码速率协商的结果,通过空中接口完成对UE的速率控制,其中,RNC对上行方向媒体编码速率的控制是通过带外控制信令RRC消息(典型地采用“Transport Format Combination Control”消息)实现的,而对下行方向媒体编码速率的控制不需要信令控制,而是直接按新的媒体编码速率发送下行数据帧,UE根据接收的数据帧的TFC获知相应数据帧的媒体编码速率。
1.利用RTP头部扩展携带RNC之间的媒体编码速率控制信息
下面结合图8进一步描述本发明的实施例。
在这个实施例中,若图12所示的某方所属的RNC/BSC中的媒体速率调整判断单元作出媒体编码速率调整的决定,媒体编码速率控制信息发送单元就将所产生的媒体速率调整请求等媒体编码速率控制信息承载在上行用户分组的头部扩展中,并送往上行GTP-U处理实体;媒体编码速率控制信息接收单元则提取出来自对端RNC的承载在用户分组的头部扩展中的媒体编码速率控制信息,同时恢复出原用户媒体数据分组流并送往下行PDCP处理实体,而提取出的媒体编码速率控制信息则送往媒体速率调整判断单元进行处理,对来自对端RNC的媒体编码速率调整调整请求作出确认、修改或拒绝等决定。
由于实现这种采用RTP头部扩展携带RNC之间媒体编码速率控制信息的传输方案的系统和装置的其它部分在前面已进行了描述,这里不再赘述。下面只描述其详细流程。
如图8所述,在需要发送媒体编码速率控制信息的主叫方和被叫方UE所属的RNC中,该UE对应的PDCP层协议实体按现有技术完成用户数据分组头部的解压缩等处理后,恢复出该UE的相应媒体对应的上行方向RTP/UDP/IP分组流,一旦有媒体编码速率控制信息需要传送,即从该UE的相应媒体对应的所述RTP流中优选地取出一个RTP头部X字段为0的分组,将该RTP分组的RTP头部X字段设置为1,并嵌入包含所述媒体编码速率控制信息的RTP扩展头部;然后,更改该分组UDP头部及IP头部的相应长度字段,即将该分组UDP头部的UDP长度字段,以及IP头部的IP分组总长度字段(IPv4)或净荷长度字段(IPv6)的值均在原值上增加M,其中M=4×(L+1),L为RTP扩展头部长度字段的值;其后,若采用IPv4则重新计算IP头校验和字段,若该分组UDP头部的UDP校验和字段不为零,则重新计算增加上述RTP扩展头部后该分组的校验和并以此更新该字段;最后,将该内嵌媒体编码速率控制信息的RTP分组重新按其原来的位置返回所述RTP流,这样,所述RTP流仍按照现有技术,被送往GTP-U层协议实体进行处理并通过GTP-U隧道送往SGSN。
仍如图8所示,上述RTP/UDP/IP分组流经主被叫方PS域核心网以及外部IP网络,最后被路由至对端RNC,经该RNC的对端UE相应媒体对应的GTP-U层协议实体,恢复出上述RTP/UDP/IP分组流,对端UE而言,即为其下行方向RTP/UDP/IP分组。在被送往PDCP层协议实体之前,RNC将对每个RTP分组的RTP头部X字段进行监视,若发现X字段为1即检查其扩展头部Profile,若Profile为用于本发明的特定值,即截取相应头部扩展段,并从中提取出媒体编码速率控制信息;然后去掉该RTP分组的扩展头部,并将该分组RTP头部X字段设置为0,之后重置该分组UDP头部及IP头部的相应长度字段即减去上述值M,同时,若采用IPv4则重新计算IP头校验和字段,若该分组UDP头部的UDP校验和字段不为零,则重新计算该分组UDP头部UDP校验和并以此更新该字段;最后,将该去掉包含媒体编码速率控制信息的RTP扩展头部的RTP分组重新按其原来的位置返回所述RTP流。这样,所述RTP流仍按照现有技术,被送往PDCP层协议实体进行处理并通过空中接口发送到UE。
在上述描述中优选地采用一个RTP分组的RTP扩展头部来传输一个RNC之间媒体编码速率控制信息,但是,本发明也允许每次采用多个RTP分组的RTP扩展头部来传输一个RNC之间媒体编码速率控制信息,除了在发送端对消息进行分段而在接收端进行重组外,其它操作与上述过程相同。
可以看到,本发明提出的该方案适用于用户RTP数据分组不使用RTP扩展头部的情况,如前所述,通常情况下一般应用均不使用RTP扩展头部,因此该方案可在绝大多数情况下使用,若在某些特殊情况下用户RTP数据分组使用了RTP扩展头部,对发送方而言,若发现用户RTP数据分组使用了RTP扩展头部(此时RTP头部X字段为0),即放弃使用媒体编码速率控制操作,而接收方而言,由于其定义的扩展头部Profile与本发明的特定值不同,因此接收方可忽略该RTP扩展头部而不受影响。
另外,本发明提出的上述方法的一个优势是采用该方法的RNC能够无缝地与不支持该方法的RNC进行互操作。即当不支持该方法的RNC接收到采用该方法的某些RTP分组附加了承载媒体编码速率控制信息的RTP扩展头部的RTP分组数据流时,将直接通过空中接口发送给对端UE,如前所述,RTP规范中为了保证系统互操作性,对包含扩展头部的RTP分组,接收方若不能解释该扩展头部即忽略该扩展头部而仅对其它字段进行处理。因此,增加的RTP扩展头部并不影响媒体数据分组端到端的传输,从而使得本发明提出的上述方法与不支持该方法的RNC之间有良好的互操作性。
2.利用插入“过期”的RTP分组携带RNC之间的媒体编码速率控制信息
如上所述,由于RTP分组只允许一个扩展头部,因此方法(1)适用于用户RTP数据分组不使用RTP扩展头部的情况。
为此,本发明提出的另一种方法是利用在用户RTP分组数据流中插入“过期”的RTP分组来传输RNC之间的媒体编码速率控制信息,其过程如图9所示。
下面结合附图9描述本发明的另一个实施例。
在这个实施例中,若图12所示的某方所属的RNC/BSC中的媒体速率调整判断单元作出媒体编码速率调整的决定,媒体编码速率控制信息发送单元就在上行用户分组数据流中产生一个“过期”RTP分组,将所媒体速率调整请求等媒体编码速率控制信息承载在产生的“过期”RTP分组中,并送往上行GTP-U处理实体;媒体编码速率控制信息接收单元则提取出来自对端RNC的承载在“过期”RTP分组中的媒体编码速率控制信息,送往媒体速率调整判断单元进行处理,对来自对端RNC的媒体编码速率调整请求作出确认、修改或拒绝等决定,同时丢弃相应的“过期”RTP分组。
由于实现这种采用“过期”分组携带RNC之间媒体编码速率控制信息的传输方案的系统和装置的其它部分在前面已进行了描述,这里不再赘述。下面只描述其详细流程。
如图9所示,在需要发送媒体编码速率控制信息的主叫方和被叫方UE所属的RNC/BSC中,该UE对应的PDCP层协议实体按现有技术完成用户数据分组头部的解压缩等处理后,恢复出该UE的相应媒体对应的上行方向RTP/UDP/IP分组流,一旦有媒体编码速率控制信息需要传送,即创建一个新的RTP分组(优选地净荷为零,即为只有RTP/UDP/IP头的空分组),其UDP/IP头部的所有静态字段与当前RTP用户数据分组的相应字段相同,而其RTP头部X字段为1,相应RTP扩展头部承载媒体编码速率控制信息,RTP头部所有静态字段则与当前RTP用户数据分组相同。其中,所述静态字段包括:RTP头部的V(版本)、P(填充指示)、CC(CSRC计数)、M(标识位)、PT(净荷类型)、时戳、同步源标识及分信源标识字段;UDP头部的源端口与目的端口字段;IPv4头部的版本、IP头长度、业务类型、标识符、生存期、协议、IP源地址、IP目的地址、IP选项及填充字段(段偏移字段设置为零,标志字段设置为无分段);IPv6头部的版本、业务类型、流标签、下个头部、最大跳数、IP源地址及IP目的地址字段。
然后,在RTP头部的序号字段填入“过期”的数值,即该值取为(S-K)mod 216,其中,符号mod表示取模,S为该RTP用户分组数据流中的当前RTP分组的序号,K为预定的值,该值应远远大于RTP分组数据流因主被叫方UE端到端传输延时抖动而造成的接收端RTP分组序号变化值;之后,生成UDP及IP头部的相应长度字段,包括UDP头部的UDP长度字段、IP头部的IP分组总长度字段(IPv4)或净荷长度字段(IPv6),另外,若采用IPv4则重新计算IP头校验和字段,若用户数据分组使用了UDP校验和,即用户数据分组UDP头部的UDP校验和字段不为零,则生成UDP校验和字段,最后,将该“插入”的RTP分组插入当前用户RTP分组数据流。随后,所述RTP流仍按照现有技术,被送往GTP-U层协议实体进行处理并通过GTP-U隧道送往SGSN。
仍如图9所示,上述RTP/UDP/IP分组流经主被叫方PS域核心网以及外部IP网络,最后被路由至对端RNC,经该RNC的对端UE相应媒体对应的GTP-U层协议实体,恢复出上述RTP/UDP/IP分组流,对端UE而言,即为其下行方向RTP/UDP/IP分组。在被送往PDCP层协议实体之前,对每个RTP分组的RTP头部序号字段进行监视,若某RTP分组的RTP序号显示该RTP分组为已经“过期”的分组,即该RTP分组的RTP序号表明该分组的实际顺序应为远在当前RTP分组流的分组之前(大约超前K或更多的分组),则对该分组的RTP头部X字段作进一步的检查,若该RTP分组X字段为1,则检查其扩展头部Profile,若Profile为用于本发明的特定值,即截取相应的头部扩展段,并从中提取出媒体编码速率控制信息,然后将该RTP分组从该RTP流中丢弃。这样,将该丢弃了“过期”分组的RTP流仍按照现有技术,送往PDCP层协议实体进行处理并通过空中接口发送到UE。
可以看到,本发明提出的该方案无论用户RTP数据分组是否使用RTP扩展头部均实用。实际上,即使用户RTP数据分组使用了RTP扩展头部,由于采用了额外“插入”的RTP分组,因此仍能利用该额外“插入”分组的RTP扩展头部来承载RNC之间媒体编码速率控制信息。
另外,除了利用额外“插入”分组的RTP扩展头部来承载RNC之间媒体编码速率控制信息外,也可以不使用额外“插入”分组的RTP扩展头部而利用其RTP净荷部分来承载RNC之间媒体编码速率控制信息。此时,该额外“插入”分组的RTP净荷部分所承载的RNC之间媒体编码速率控制信息,优选地至少包括一个特征字段,用于标识该该额外“插入”分组的RTP净荷部分所承载的RNC之间媒体编码速率控制信息。当采用该方式时,仍如上所述在对端RNC中对每个RTP分组的RTP头部序号字段进行监视,若某RTP分组的RTP序号显示该RTP分组为已经“过期”的分组,则对该分组RTP净荷部分的特征字段作进一步的检查,若特征字段为所规定的特定值,则从该分组的RTP净荷部分提取出媒体编码速率控制信息,并将该RTP分组从该RTP流中丢弃,其它操作与上述过程相同。
在上述描述中优选地采用一个RTP分组的RTP扩展头部来传输一个RNC之间媒体编码速率控制信息,但是,本发明也允许每次采用多个RTP分组的RTP扩展头部来传输一个RNC之间媒体编码速率控制信息,除了在发送端对消息进行分段而在接收端进行重组外,其它操作与上述过程相同。
同样,本发明提出的上述方法能保证采用该方法的RNC与不支持该方法的RNC之间具有良好的互操作性。这是因为,当不支持该方法的RNC接收到采用该方法而额外“插入”的RTP分组时,将直接通过空中接口发送给对端UE,而UE的RTP层协议实体在进行RTP分组顺序处理的过程中,根据RTP协议规范,所有“过期”的额外“插入”的RTP分组将被视为是时延超过允许门限而应丢弃的分组,从而被UE自动丢弃而不会对媒体数据分组端到端的传输造成影响。