CN101188747A - 在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备 - Google Patents

在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，包括：获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；并以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。使用本发明实施例所提供的技术方案，能够提高视频业务的服务质量。

Description

在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备。
背景技术
在包交换的移动通信系统中，通过IP连接来承载各种视频业务已成为该系统中的典型应用。视频业务包括多种数据流，例如，视频流、音频流、字幕流等。其中，视频流包括：携带场景关键信息的I帧和携带场景辅助信息的P帧。在包交换的移动通信系统中，通常有两种方式来承载视频业务，一种方式为：通过一个连接来传递整个视频业务，即该视频业务中的视频流、音频流和字幕流都在一个业务流中传输，例如，IPTV和Mobile TV业务中通常使用TS协议在一个连接中传输；另一种方式为：通过多个连接来传递整个视频业务，使用不同的业务流来承载不同类型的数据流，即，视频流和音频流等不同类型的数据流分别承载在不同的连接上。
在现有的包交换的移动通信系统中，对于通过一个业务流来传递整个视频业务的方式，无线通信网络将视频业务作为一个整体设定QoS参数，按照设定的QoS参数进行资源分配。对于多个业务流来传递视频业务的方式，无线通信网络分别设定各数据流的QoS参数，按照设定的QoS参数进行资源分配。
在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：
现有技术中无线通信网络将视频业务作为一个整体，无法区分不同类型的数据流，也不了解视频业务内部不同数据流的具体QoS需求，因此，只能按照设定的QoS参数进行调度和资源分配，无法满足视频业务不同类型数据流的具体QoS要求，影响视频业务的服务质量，例如会出现图像模糊、图像晃动、马赛克等问题。
对于多个业务流传递视频业务的方式，无法区分数据流中不同的数据帧类型，也不了解数据流内部不同类型数据帧的具体QoS需求，因此，只能按照为各数据流设定的QoS参数进行调度和资源分配，无法满足数据流中不同类型数据帧的具体QoS要求，影响视频业务的服务质量，例如会出现图像模糊、图像晃动、马赛克等问题。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备，能够提高视频业务的服务质量。
有鉴于此，本发明实施例提供：
一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，包括：
获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；
根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；并以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
一种网元设备，包括：
获取单元，用于获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；
解析单元，用于根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；
资源分配单元，用于根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；
发送单元，用于以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例通过获取业务流中所包含的数据帧类型参数，从业务流中解析出各种类型的数据帧；通过获取业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数，进而能对各种类型数据帧进行资源分配，因此，对于多个业务流传递视频业务的方式，可以区分某个业务流中不同类型的数据帧，能够满足该业务流中不同类型数据帧的具体QoS要求，提高视频业务在移动通信网络中的服务质量；同理，对于一个业务流传输视频业务的方式，该业务流中传输该视频业务的多种类型数据帧，采用本发明实施例的技术方案可以区分视频业务不同类型的数据帧，能够满足不同类型数据帧的具体QoS要求，提高视频业务在移动通信网络中的服务质量。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的在无线通信系统中实现视频业务的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的获取视频业务参数方法流程图；
图3为本发明实施例二提供的在无线通信系统中实现视频业务的方法流程图；
图4为本发明实施例三提供的网元设备结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，包括：获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；并以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
为使本发明提供的技术方案更加清楚明白，先对视频业务进行简单描述。一个完整的视频业务包括：多种数据流，例如，视频流、音频流、字幕流等。其中，每一种数据流的具体QoS要求可能会有所不同，比如，音频流的QoS要求与普通的电路语音和IP语音接近，误包率通常在1％左右，如果是高保真的数字音频解码，则可能要求更高；字幕流的QoS要求一般比音频流和视频流低。而对于同一数据流中的不同类型数据帧，其QoS要求也可能不同，例如视频流包括：携带场景关键信息的I帧和携带场景辅助信息的P帧，对于I帧，由于它是没有参考数据的关键场景帧，QoS要求一般是最高的，误包率通常在0.1％以下；对于P帧，由于它是有参考数据的辅助场景帧，其QoS要求相对于I帧低的多，误包率通常在1％以下。
参阅图1，本发明实施例一提供一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，适用于通过一个连接来传递整个视频业务，比如，视频流、音频流、字幕流等在一个业务流中传输，该方法包括：
步骤101、基站获取视频业务参数，视频业务参数包括：业务流中所包含的音频数据帧、字幕数据帧、视频流中I帧和P帧等数据帧类型参数，及音频数据帧的QoS参数、字幕数据帧的QoS参数，视频流的I帧和P帧各自的QoS参数。
步骤102、基站从视频应用器接收业务流。
步骤103、基站根据数据帧类型参数，从业务流中解析出音频数据帧、字幕数据帧、视频流的I帧和P帧等数据帧。
步骤104、基站根据视频流的I帧和P帧各自的QoS参数，音频数据帧的QoS参数、字幕数据帧的QoS参数，对视频流的I帧和P帧、音频数据帧、字幕数据帧进行资源分配。
步骤105、基站以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
其中，步骤101中基站获取视频业务参数具体包括：基站向视频业务设备发送携带视频业务类型的业务请求消息；视频业务设备根据视频业务类型，从预置的不同类型视频业务参数中获取视频业务类型所对应的视频业务参数，其中，视频业务设备可以是接入网关、核心网设备、或者视频应用服务器，具体实现参见下述的第一、二、三种实现方式。或者基站从与视频应用服务器约定的业务参数中获取视频业务参数，具体参见下述第四种方式。
第一种方式：在视频业务建立过程中，视频应用服务器(视频业务服务器或者视频策略服务器)将预先配置的视频业务参数发送给基站，具体包括：
步骤201、当终端建立视频业务时，基站向接入网关发送业务请求消息，该业务请求消息中包括：视频业务类型。
步骤202、接入网关向核心网发送业务请求消息。
步骤203、核心网向视频应用服务器发送业务请求消息。
步骤204、视频应用服务器根据业务请求消息中的视频业务类型获取视频业务参数，并向接入网关发送视频业务参数。
在该步骤之前，视频业务服务器或者视频策略服务器统一定义和规划在无线通信网络上承载的视频业务，配置不同类型视频业务参数。在接收到携带视频业务类型的业务请求消息后，获取该视频业务的参数。
该步骤的实现方式可以是：视频业务服务器或者视频策略服务器直接发送携带视频业务参数的消息至接入网关；也可以是：视频业务服务器或者视频策略服务器将携带视频业务参数的消息发送至核心网，由核心网发送到接入网关，不影响本发明的实现。
上述视频业务参数可以承载在现有的消息中，比如承载在连接建立成功消息中，也可以通过新增加的消息传输，都可以实现本发明的目的。
步骤205、接入网关向基站发送视频业务参数。
第二种方式：在视频业务建立过程中，接入网关将预先配置的视频业务参数发送给基站。
在这种实现方式中，接入网关预先统一定义和规划在无线通信网络上承载的视频业务，配置不同类型视频业务参数，根据终端所请求的视频业务类型，将该视频业务参数发送给基站。
该方式的具体实现可以是：在视频业务建立过程中，通过新增加的消息传输视频业务参数；也可以是：在视频业务建立过程中，承载在现有的消息中发送，比如重用无线通信网络中已有的QoS参数传递消息，不影响本发明的实现。例如，原先在无线通信系统中已存在承载视频业务QoS参数的消息：QoS参数传递消息，为实现本发明的目的，修改该消息的部分字段或者增加部分字段，达到传送视频业务参数的目的。表1是以WiMAX系统为例，通过修改接入网关和基站之间的QoS参数传递消息来承载视频业务参数的列表。
    消息字段   消息内容描述
    消息类型   无线资源请求
    基站信息   目标基站的标识
    终端信息   用户终端的标识
    业务流标识   具体承载的业务流标识
    方向   具体的业务流方向
    支持ARQ标识   是否支持ARQ功能
    支持HARQ标识   是否支持HARQ功能
    QoS信息   音频数据帧的QoS参数、字幕数据帧的QoS参数，视频流的I帧和P帧各自的QoS参数
    QoS扩展信息   业务流中所包含的音频数据帧、字幕数据帧、视频流中I帧和P帧等数据帧类型参数
    分类器规则描述   描述当前业务的分类器规则
表1
上述表1的QoS参数传递消息中增加了QoS扩展信息，该QoS扩展信息包含了业务流中所包含的音频数据帧、字幕数据帧、视频流中I帧和P帧等数据帧类型参数，同时修改当前业务流的QoS信息的内容，改为包括：音频数据帧的QoS参数、字幕数据帧的QoS参数，视频流的I帧和P帧各自的QoS参数。
第三种方式：在视频业务建立过程中，核心网将预先配置的视频业务参数发送给基站。
在这种实现方式中，核心网预先统一定义和规划在无线通信网络上承载的视频业务，配置不同类型视频业务参数。
具体实现可以是：在视频业务建立过程中，核心网中的鉴权服务器根据终端所请求的视频业务类型，将自身预先配置的该视频业务的参数发送至接入网关，接入网关发送上述视频业务参数至基站。
其中，上述核心网中的鉴权服务器发送视频业务参数至接入网关可以是：在视频业务建立过程中，核心网新发起的消息，也可以是：在视频业务建立过程中，承载在现有的消息中发送，比如重用无线通信网络中已有的QoS参数传递消息。不影响本发明的实现。
第四种实现方式：基站和视频应用服务器之间约定业务参数，基站从约定的业务参数中获取该视频业务参数。
这种实现方式中，基站的媒体接入层通过约定了解到基站应用层的视频业务参数，无需在无线通信网络和视频业务服务器或者视频策略服务器之间传递任何QoS参数信息。上述约定是定义内部的私有协议，按照该协议实现，不需要公开，也不需要遵循任何公开标准。
其中步骤104具体的实现包括：
1、编码分配方式
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率低于或等于第一阈值的调制编码方式，从而保证传输的可靠性；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率高于第一阈值的调制编码方式，争取更高的资源利用率。其中，第一阈值为预定的调制效率，可以根据视频业务的不同应用场景改变该第一阈值，不影响本发明的实现。
下面举例说明编码分配方式：在WiMAX系统中，假设当前用户的无线环境较好，CINR(载波干扰比)＝15dB，按照1％误包率的调解要求，第一阈值设定为16QAM 3/4。当基站为用户提供下行视频业务时，如果当前传输的是视频I帧，就选择低于第一阈值的调制编码方式，比如选择16QAM 1/2的调制编码方式；如果当前传输的是音频数据帧，就选择正常的调制编码方式16QAM 3/4；如果当前传输的是字幕数据帧，就选择高于第一阈值的调制编码方式，比如64QAM 1/2。
2、发射功率分配方式
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配高于第二阈值的发送功率，从而保证传输的可靠性；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配低于或者等于第二阈值的发送功率，争取更高的资源利用率。其中，第二阈值为预定的发送功率，可以根据视频业务的不同应用场景改变该第二阈值，不影响本发明的实现。
3、多天线分配方式
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配分集增益高于第三阈值的分集增益多天线分配方式，从而保证传输的可靠性；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配复用增益高于第四阈值的复用增益多天线分配方式，争取更高的资源利用率。或者，对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益较高的多天线分配方式，从而保证传输的可靠性。其中，第三阈值为预定的分集增益，可以根据视频业务的不同应用场景改变该第三阈值，第四阈值为预定的复用增益，可以根据视频业务的不同应用场景改变该第四阈值，不影响本发明的实现。
4、重传方式
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益高于第五阈值的重传方式，从而保证传输的可靠性；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益低于或者等于第五阈值的重传方式，争取更高的资源利用率。
资源分配方式包括但不限于上述四种方式，可以根据视频业务的不同应用场景而不同。
上述实施例一可以适用于通过一个连接来传递整个视频业务的方式，即该视频业务中的视频流、音频流和字幕流都在一个业务流中传输。
参阅图3，本发明实施例二提供一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，通过多个连接来传递整个视频业务，使用不同的业务流来承载不同类型的数据流，比如视频流、音频流、字幕流等分别在不同的业务流中传输，该方法具体包括：
步骤301、基站获取视频业务参数，该视频业务参数包括：视频流的QoS参数，音频流的QoS参数，字幕流的QoS参数，表示视频流包含I帧和P帧的数据帧类型参数，其中视频流的QoS参数包括：视频流中I帧和P帧各自的QoS参数。
该步骤中获取视频业务参数的方式与实施例一相同，请参阅实施例一的相关描述。
步骤302、基站从应用服务器接收该视频业务的各业务流。
步骤303、基站根据表示视频流包含I帧和P帧的数据帧类型参数，从视频流中解析出I帧和P帧。
步骤304、基站根据音频流、字幕流各自的QoS参数，对音频流和字幕流进行资源分配；根据视频流中I帧和P帧的QoS参数，对I帧和P帧进行资源分配。
该步骤的实现方式与实施例一相同，请参阅实施例一的相关描述。
步骤305、基站以音频流、字幕流被分配的资源发送音频流、字幕流，以视频流中I帧和P帧各自被分配的资源，发送视频流中的I帧和P帧。
上述本发明实施例二是以视频流为例说明在多个连接来传递整个视频业务时，其中一个业务流中可以有不同类型的数据帧，比如视频流，但本发明实施例二不仅限于视频流，其他含有不同类型数据帧的数据流也适用于本发明实施例二。
本发明实施例二也可以适用于仅使用一个数据连接来传输整个视频业务，且该视频业务仅包括一个数据流的情况，该数据流包括不同类型的数据帧，例如视频流。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，例如，只读存储器，磁盘或光盘等。
参阅图4，本发明实施例三提供一种网元设备，该网元设备可以是基站，包括：
获取单元，用于获取视频业务参数，视频业务参数包括：传输视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；
解析单元，用于根据数据帧类型参数，从业务流中解析出各种类型的数据帧；
资源分配单元，用于根据各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；
发送单元，用于以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
其中，资源分配单元包括调制频率分配单元，发送功率分配单元，多天线方式分配单元，重传方式分配单元中至少一种；
所述调制频率分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率低于或等于第一阈值的调制编码方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率高于所述第一阈值的调制编码方式；
所述发送功率分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配高于第二阈值的发送功率；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配低于或者等于第二阈值的发送功率；
所述多天线方式分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配分集增益高于第三阈值的分集增益多天线分配方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配复用增益高于第四阈值的复用增益多天线分配方式；
所述重传方式分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益高于第五阈值的重传方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益低于或者等于第五阈值的重传方式。
从以上分析可以看出，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例通过获取业务流中所包含的数据帧类型参数，从业务流中解析出各种类型的数据帧；通过获取业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数，进而能对各种类型数据帧进行资源分配，因此，对于多个业务流传递视频业务的方式，可以区分某个业务流中不同类型的数据帧，能够满足该业务流中不同类型数据帧的具体QoS要求，提高视频业务在移动通信网络中的服务质量；同理，对于一个业务流传输视频业务的方式，该业务流中传输该视频业务的多种类型数据帧，采用本发明实施例的技术方案可以区分视频业务不同类型的数据帧，能够满足不同类型数据帧的具体QoS要求，提高视频业务在移动通信网络中的服务质量。
以上对本发明实施例所提供的一种在无线通信系统中实现视频业务的方法及网元设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中实现视频业务的方法，其特征在于，包括：
获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；
根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；并以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取视频业务参数包括：
向视频业务设备发送携带视频业务类型的业务请求消息；
所述视频业务设备根据所述视频业务类型，从预置的不同类型视频业务参数中获取所述视频业务类型所对应的视频业务参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
视频业务设备是接入网关、核心网设备、或者视频应用服务器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取视频业务参数具体为：
从与视频应用服务器约定的业务参数中获取所述视频业务参数。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配包括：
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率低于或等于第一阈值的调制编码方式；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率高于所述第一阈值的调制编码方式。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配包括：
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配高于第二阈值的发送功率；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配低于或者等于第二阈值的发送功率。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配包括：
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配分集增益高于第三阈值的分集增益多天线分配方式；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配复用增益高于第四阈值的复用增益多天线分配方式。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，
根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配包括：
对于QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益高于第五阈值的重传方式；对于QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益低于或者等于第五阈值的重传方式。
9.一种网元设备，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取视频业务参数，所述视频业务参数包括：传输所述视频业务的业务流中所包含的数据帧类型参数，所述业务流中各种类型数据帧的服务质量QoS参数；
解析单元，用于根据所述数据帧类型参数，从所述业务流中解析出所述各种类型的数据帧；
资源分配单元，用于根据所述各种类型数据帧的QoS参数，对各种类型数据帧进行资源分配；
发送单元，用于以各种类型数据帧被分配的资源发送对应类型的数据帧。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述资源分配单元包括调制频率分配单元，发送功率分配单元，多天线方式分配单元，重传方式分配单元中至少一种；
所述调制频率分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率低于或等于第一阈值的调制编码方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配调制效率高于所述第一阈值的调制编码方式；
所述发送功率分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配高于第二阈值的发送功率；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配低于或者等于第二阈值的发送功率；
所述多天线方式分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配分集增益高于第三阈值的分集增益多天线分配方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配复用增益高于第四阈值的复用增益多天线分配方式；
所述重传方式分配单元，用于对QoS要求高于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益高于第五阈值的重传方式；对QoS要求低于或等于预设QoS阈值的数据帧，分配编码增益低于或者等于第五阈值的重传方式。
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