CN101213802B - 用于控制移动通信系统中的语音业务速率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的方法，该方法包括以下步骤：在终端接收来自无线网络控制器(RNC)的控制消息；如果该控制消息指示控制下行链路速率，那么根据该控制消息确定下行链路速率；根据该下行链路速率设置上行链路基于因特网协议的语音(VoIP)分组的改变模式请求(CMR)字段，并且将该上行链路VoIP分组从终端发送到RNC；如果接收到的控制消息指示控制上行链路速率，那么根据该控制消息确定上行链路速率；然后生成包括根据所确定的上行链路速率生成的上行链路语音数据和指示所确定的上行链路速率的帧类型(FT)的上行链路VoIP分组，并将该上行链路VoIP分组从终端发送到RNC。

Description

用于控制移动通信系统中的语音业务速率的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及一种经由分组网络支持语音业务的移动通信系统。更具体地说，本发明涉及一种控制特定语音业务的速率的方法和装置。
背景技术
移动通信系统正发展成为高速、高质量的无线数据分组通信系统，不但提供已建立的面向语音的业务，还提供数据和多媒体业务。第三代移动通信系统基于全球移动通信系统(GSM)和通用分组无线业务(GPRS)并且使用宽带码分多址(CDMA)，通用移动电信业务(UMTS)系统是第三代移动通信系统，在世界各地以2Mbps的高速率或更高速率向移动电话用户或计算机用户提供传输基于分组的文本、数字化音频/视频和多媒体数据的业务。UMTS系统采用了分组交换访问的概念，该概念使用了分组协议，如因特网协议(IP)。
在这种情况下，在负责UMTS通信系统的标准化的第三代合作伙伴计划(3GPP)中，讨论了基于IP的语音(VoIP)通信，VoIP通信在支持语音业务中使用因特网协议来支持语音分组。
VoIP指的是一种通信技术，用于将在语音编解码器(codec)中生成的语音帧转换成IP/用户数据报协议(UDP)/实时传输协议(RTP)分组以后传输。VoIP的使用使得经由分组网络提供语音业务成为可能。
图1示意了支持VoIP的常规移动通信系统的配置。
参考图1，用户设备(UE)100包括：编解码器(codec)105，将语音信号转换为语音帧；IP/UDP/RTP协议层104，将来自编解码器105的语音帧制作成IP/UDP/RTP分组；分组数据汇聚协议(PDCP)层103，压缩IP/UDP/RTP分组的报头；无线链路控制(RLC)层102，将IP/UDP/RTP分组转换为适于通过无线信道传输的格式；以及媒体接入控制(MAC)/物理层(PHY)层101，通过无线信道传输分组数据。
通过无线信道，经由节点B 110，将UE 100传输的语音分组数据传递到无线网络控制器(RNC)120。和UE 100一样，RNC 120包括MAC/PHY层121、RLC层122和PDCP层123，RNC 120将无线信道上的语音帧转换成其原始的IP/UDP/RTP分组并将该IP/UDP/RTP分组发送到核心网络(CN)130。传递到CN 130的IP/UDP/RTP分组被经由IP网络140发送给接收方UE(未示出)。接收方UE有和发送方UE 100相同的分层结构，接收方UE将发送过来的语音数据以相反的顺序恢复成其原始的语音信号。
3GPP使用称为自适应多速率(Adaptive Multi Rate，AMR)编解码器的语音编解码器来提供语音业务，AMR编解码器的特征在于其可变速率，这样可以根据无线信道的条件来调整速率。
图2示意了常规的AMR速率控制过程。
在图2的下行链路(DL)速率控制过程中，VoIP通信的两端相互交换VoIP分组265。VoIP分组265由IP/UDP/RTP报头240、AMR载荷特定报头257和语音数据260组成。AMR载荷特定报头257由改变模式请求(CMR)字段245、帧类型(FT)字段250和其它字段255组成。
根据AMR编解码器模式，语音数据260可以有各种大小，FT字段250填充的是应用于语音数据的编解码器模式的信息。因此，VoIP分组接收方可以通过解析FT字段250中的信息来确定语音数据260的大小和格式。下面的表1显示了根据AMR中使用的各种编解码器模式的语音数据的典型大小。
表1
  帧类型   AMR编解码器模式  语音数据大小(bit)
  0   AMR 4.75kbit/s   112
  1   AMR 5.15kbit/s   120
  2   AMR 5.90kbit/s   128
  3   AMR 6.70kbit/s(PDC-EFR)   144
  4   AMR 7.40kbit/s(TDMA-EFR)   160
  5   AMR 7.95kbit/s   176
  6   AMR 10.2kbit/s   216
  7   AMR 12.2kbit/s (GSM-EFR)   256
  8   AMR SID   56
CMR字段245填充的是其它方所需要的编解码器模式的信息。例如，如果其它方希望以12.2kbps的速率传输语音数据，那么CMR字段245填充7，该值是与12.2kbps相关的FT值。
其它字段255填充的是指示语音数据中是否有错误的信息。该字段不涉及本发明的典型实施例的要点，因此省略其描述。
下面将要描述UMTS网络中执行的下行链路速率控制过程。
UMTS终端205和IP实体210正经由RNC 207执行VoIP通信。IP实体210是生成下行链路VoIP分组的设备，可以包括，比如网关或VoIP终端。在步骤215，IP实体210向UMTS终端205发送速率为y kbps的VoIP分组。这种情况下，VoIP分组的FT字段填充了与该速率相关的值x。在步骤220，UMTS终端205希望改变下行链路VoIP分组的速率。UMTS终端205改变下行链路VoIP分组的速率的典型原因包括，因为下行链路无线信道的恶化有必要降低速率，或因为下行无线信道的改善有必要提高速率。
在步骤225，UMTS终端205在发送之前向上行链路(UL)VoIP分组的CMR字段中插入与期望速率相关的FT值。在步骤230，一旦接收到上行链路VoIP分组，IP实体210根据CMR字段值将下行链路VoIP分组的速率改变为x-1。然后，在步骤235，发送给UMTS终端205的下行链路VoIP分组的FT变为x-1。
发明内容
技术问题
因为常规VoIP通信中的速率控制是基于端到端执行的，所以位于传输路径中间的实体不能控制速率。但是，在UMTS网络中，有一种情况需要RNC能够控制AMR速率，以便于与无线资源密切联系。例如，一种可能的情况是，为了将特定蜂窝小区的VoIP流量与所有流量的比率限定为特定水平，RNC应当降低下行链路/上行链路的AMR速率。但是，在常规VoIP通信中，RNC不能控制AMR速率。
技术方案
本发明的典型实施例致力于至少解决上述问题和/或缺点，以及至少提供下面所描述的优点。因此，本发明的一方面是提供一种方法和装置，用于控制经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中的语音业务的速率。
本发明提供一种方法和装置，其中，网络实体比如RNC控制在经由一个网络元件支持语音业务的移动通信系统中的语音业务的速率。
本发明的典型实施例提供一种方法和装置，其中，RNC通过向终端发送上行链路AMR速率控制消息控制该终端的上行链路AMR速率。
本发明的典型实施例提供了一种方法和装置，其中，RNC向终端发送下行链路AMR速率控制消息，以便于该终端可以适当地设置上行链路VoIP分组的CMR字段值。
根据本发明的一方面，提供一种方法，用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率。该方法包括以下步骤：在终端接收来自无线网络控制器(RNC)的控制消息；如果该控制消息指示控制下行链路速率，那么根据该控制消息确定下行链路速率；根据该下行链路速率设置上行链路基于因特网协议的语音(VoIP)分组的改变模式请求(CMR)字段，并且将该上行链路VoIP分组从终端发送到RNC；如果接收到的控制消息指示控制上行链路速率，那么根据该控制消息确定上行链路速率；然后生成包括根据所确定的上行链路速率生成的上行链路语音数据和指示所确定的上行链路速率的帧类型(FT)信息的上行链路VoIP分组，并将该上行链路VoIP分组从终端发送到RNC。
根据本发明的另一个方面，提供一种方法，用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率。该方法包括以下步骤：在无线网络控制器(RNC)确定新的下行链路和上行链路速率中的至少一个，从而控制用于语音业务的下行链路和上行链路基于因特网协议的语音(VoIP)分组中的至少一个的改变模式请求(CMR)字段或帧类型(FT)字段中的信息；在所述RNC生成指示所确定的下行链路速率的下行链路控制消息，以用于改变上行链路VoIP分组的改变模式请求CMR字段；以及将所生成的控制消息从所述RNC发送到终端。
根据本发明的又一个方面，提供一种方法，用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率。该方法包括以下步骤：如果需要改变上行链路语音速率，那么将在下行链路上传输的基于因特网协议的语音(VoIP)分组的改变模式请求(CMR)字段改变为与期望速率相关的帧类型(FT)信息，并且如果需要改变下行链路语音速率，则将在上行链路上传输的VoIP分组的CMR字段改变为与期望速率相关的FT信息；根据改变后的CMR字段，重新计算所述VoIP分组的用户数据报协议UDP校验和；以及将填充了改变后的CMR字段以及重新计算后的UDP校验和的VoIP分组发送到目的地。
仍然根据本发明的另一个方面，提供一种装置，用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率。该装置包括：控制消息接收器，用于从控制消息检测期望下行链路(DL)帧类型信息或期望上行链路(UL)帧类型信息，其中该控制消息使从无线网络控制器接收的，并且指示对下行链路/上行链路速率进行控制；改变模式请求(CMR)字段控制器，用于根据期望DL帧类型信息来确定指示下行链路速率的CMR字段值；速率控制器，用于根据期望UL帧类型信息来确定上行链路速率；报头插入器，用于将从CMR字段控制器接收的CMR字段值插入到上行链路语音分组的报头中；语音编解码器，用于根据所确定的上行链路速率将语音信号转换成语音数据，以及将下行链路分组中包含的语音数据转换成语音信号；收发器，用于向RNC发送包含报头和语音数据在内的上行链路语音分组，从RNC接收下行链路语音分组，以及向语音编解码器提供接收到的下行链路语音分组。
仍然根据本发明的另一个方面，提供一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的无线网络控制器RNC装置，该RNC装置包括：速率决定器，用于确定用于语音业务的下行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的新的下行链路速率；控制消息生成器，用于生成下行链路控制消息，该下行链路控制消息指示所述速率决定器提供的下行链路速率，以用于改变上行链路VoIP分组的改变模式请求CMR字段；以及收发器，用于将生成的下行链路控制消息发送给终端。
仍然根据本发明的另一个方面，提供一种装置，用于在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率。该装置包括：速率决定器，用于确定期望下行链路帧类型信息和期望上行链路帧类型信息；改变模式请求CMR字段调整器，用于根据所述期望下行链路帧类型信息来设置上行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的CMR字段，并根据所述期望上行链路帧类型信息来设置下行链路VoIP分组的CMR字段；上行链路用户数据报协议UDP校验和计算器，用于重新计算从所述CMR字段调整器传递来的上行链路VoIP分组的UDP校验和，从而更新该UDP校验和；下行链路UDP校验和计算器，用于重新计算从所述CMR字段调整器传递来的下行链路VoIP分组的UDP校验和，从而更新该UDP校验和；以及收发器，将从呼叫用户接收的下行链路和上行链路VoIP分组中的至少一个发送到所述CMR字段调整器，以及将从下行链路和上行链路UDP校验和计算器中的至少一个接收的下行链路和上行链路VoIP分组中的至少一个发送到相应的目的地。
下面的详细描述结合附图公开了本发明的典型实施例，从下面的详细描述，本发明的其它方面、优点和显著的特性对本领域技术人员会变得显而易见。
有益效果
如从前面的描述所能明白的，本发明的典型实施例允许网络控制VoIP分组的速率，从而有效地管理无线资源。
附图说明
从结合附图的以下描述，本发明某些实施例的以上以及其它方面、特性和优点会变得更显而易见，其中附图包括：
图1示意了支持VoIP的常规移动通信系统的配置；
图2示意了常规的AMR速率控制过程；
图3示意了根据本发明的第一个典型实施例的AMR速率控制操作；
图4的流程图示意了根据本发明的第一个典型实施例的终端操作；
图5示意了根据本发明的第二个典型实施例的AMR速率控制操作；
图6的流程图示意了根据本发明的第二个典型实施例的终端操作；
图7示意了根据本发明的第三个典型实施例的AMR速率控制操作；
图8的流程图示意了根据本发明的第三个典型实施例的RNC操作；
图9示意了根据本发明的第一个和第二个典型实施例的终端的结构；
图10示意了根据本发明的第一个和第二个典型实施例的RNC的结构；以及
图11示意了根据本发明的第三个典型实施例的RNC的结构。
整个附图中，同样的附图标记数字应当理解为指代相同的元件、特性和结构。
具体实施方式
该描述中定义的内容，比如详细构架和元件，被提供用于帮助全面理解本发明的实施例，并且仅仅是代表性的。因此，本领域技术人员会明白，可以对这里描述的实施例作各种变化和改动而不背离本发明的范围和精神。而且，出于清楚和简洁，省略众所周知的功能以及构架的描述。
根据本发明的典型实施例，在经由分组网络提供语音业务的移动通信系统中，网络实体比如RNC控制语音业务的速率。
本发明的典型实施例提出一个方案，在该方案中，RNC向终端发送上行链路AMR速率控制消息从而控制终端的上行链路AMR速率。而且，本发明还提出了一个方案，在该方案中，RNC向终端发送下行链路AMR速率控制消息，以便终端可以适当地设置上行链路VoIP分组的CMR字段值。
虽然会参考3GPP UMTS网络中的RNC来描述本发明的典型实施例，但是同样适用位于几乎每一个VoIP通信网络比如3GPP长期演进(Long TermEvolution，LTE)网络的传输路径中间的实体。也就是说，管理无线传输资源的特定网络实体可以使用本发明的典型实施例提出的控制消息来控制特定终端的上行链路/下行链路AMR速率。
第一实施例
图3示意了根据本发明第一个典型实施例的AMR速率控制操作。
参考图3，在步骤312，在UMTS终端305和IP实体310之间执行VoIP通信。假定下行链路帧类型(FT)是5，下行链路AMR速率是7.95kbps，上行链路帧类型是4，上行链路AMR速率是7.40kbps。因此，在步骤315中，从IP实体310发送到UMTS终端305的下行链路VoIP分组的帧类型是5。
然后，在步骤320，RNC 307希望在特定时间将下行链路AMR速率改变为5.90kbps。例如，如果RNC 307打算容纳蜂窝小区里的新终端的流量，但是下行链路传输资源不足，那么RNC 307可以降低终端的AMR速率。因为下行链路AMR速率是IP实体310设置的，IP实体310和RNC 307之间直接通信是不可能的，所以RNC 307通过UMTS终端305来控制IP实体310的AMR速率，并且RNC 307是可以自我控制的。更具体来说，在步骤325，RNC 307将下行链路AMR速率控制消息中的期望FT设置为与5.90kbps相关的2，然后将期望FT＝2的下行链路AMR速率控制消息发送给UMTS终端305。
在步骤330，一旦接收到下行链路AMR速率控制消息，UMTS终端305根据接收到的消息中的期望FT信息设置上行链路VoIP分组的CMR字段。结果，在步骤335被发送到IP实体310的上行链路VoIP分组的CMR字段被设置为“2”。
在步骤340，如果VoIP分组到达IP实体310，IP实体310根据接收到的VoIP分组的CMR字段信息设置下行链路VoIP分组的帧类型。也就是说，通过将在步骤345发送的下行链路VoIP分组的帧类型设置为“2”，IP实体310将下行链路AMR速率设置为5.90kbps。
然后，在步骤350，RNC 307希望在特定时间将上行链路AMR速率从7.40kbps改变为10.2kbps。例如，如果RNC 307有足够可用的上行链路传输资源并且因此希望允许终端使用更多上行链路传输资源，那么RNC 307可以提高上行链路ARM的速率。
在步骤355，RNC 307将上行链路AMR速率控制消息中的期望FT设置为与10.2kbps相关的“6”，然后向UMTS终端305发送期望FT＝6的上行链路AMR速率控制消息。
在步骤360，一旦接收到上行链路AMR速率控制消息，UMTS终端305根据接收到的消息中的期望FT信息设置上行链路VoIP分组的帧类型。
也就是说，在步骤365发送到IP实体310的上行链路VoIP分组的帧类型被设置为“6”。
图4的流程图示意了根据本发明的第一个典型实施例的终端操作。
在图4的操作中，终端接收下行链路AMR速率控制消息和上行链路AMR速率控制消息。
在步骤405，终端从RNC接收控制消息，并在步骤410确定控制消息的类型。如果控制消息是上行链路AMR速率控制消息，终端进行步骤430。如果控制消息是下行链路AMR速率控制消息，终端进行步骤420。如果控制消息是其它消息，终端进行步骤415。
在步骤415，终端根据控制消息中的信息执行速率控制操作。这一步骤与常规方法中相应的步骤是一样的，因此省略关于步骤415的详细描述。
在步骤420，如果接收到的消息是下行链路AMR速率控制消息，终端向AMR报头插入器转发包括在下行链路AMR速率控制消息中的期望DL帧类型信息。在步骤425，AMR报头插入器在发送之前根据期望DL帧类型设置后来生成的上行链路VoIP分组的CMR字段。
在步骤430，如果接收到的消息是上行链路AMR速率控制消息，终端向AMR编解码器转发包括在上行链路AMR速率控制消息中的期望UL帧类型信息。在步骤435，AMR编解码器在发送之前根据期望DL帧类型设置后来生成的上行链路VoIP分组的编解码器速率。
在本发明的第一个实施例中，RNC应当知道在相应时间使用的AMR编解码器速率，以及可用的AMR编解码器速率。因此，为了使RNC识别AMR编解码器速率信息，优选地应当在服务GPRS支持节点(SGSN)和RNC之间执行信令传输。
第二个实施例
本发明的第二个实施例提出的方案中，RNC在没有关于AMR编解码器速率的信息的情况下控制下行链路/上行链路AMR编解码器速率。
在第二个实施例的概要中，RNC简单地提供一信息，该信息指示需要将当前的编解码器速率改变为更高的编解码器速率或更低的编解码器速率这一事实，而不是在下行AMR速率控制消息和上行AMR速率控制消息中插入期望FT信息。一旦接收到上行链路AMR速率控制消息，终端将上行链路VoIP分组的编解码器速率调整为高于或低于当前编解码器速率的编解码器速率。一旦接收到下行链路AMR速率控制消息，在RNC的控制下，终端在上行链路VoIP分组的CMR字段中插入与高于或低于当前编解码器速率的编解码器速率相关的值。
图5示意了根据本发明的第二个典型实施例的AMR速率控制操作。
假定在UMTS终端505和IP分组510之间正在执行VoIP通信，下行链路帧类型是5，下行链路AMR速率是7.95kbps，上行链路帧类型是4，上行链路AMR速率是7.40kbps。
因此，在步骤515从IP实体510发送到UMTS终端505的下行链路VoIP分组的帧类型是5。
在步骤520，RNC 507希望在特定时间将下行链路AMR速率改变为更低的速率。例如，如果RNC 507打算容纳蜂窝小区里的新终端的流量，但是蜂窝小区里下行链路传输资源不足，那么RNC 507可以改变位于蜂窝小区里的终端的AMR速率。
因为下行链路AMR速率通常是IP实体510设置的，并且IP实体510和RNC 507之间直接通信是不可能的，所以RNC 507通过RNC 507本身可以控制的UMTS终端505来控制IP实体510的AMR速率。更具体地，在步骤525，RNC 507在下行链路AMR速率控制消息中插入更低的DL编解码器速率信息，并发送下行链路AMR速率控制消息到UMTS终端505。这里的更低的DL编解码器速率信息指示降低下行链路AMR编解码器的速率。但是，如果RNC 507希望提高下行链路AMR速率，那么RNC 507在下行链路AMR速率控制消息中插入更高的DL编解码器速率信息。这种情况下，更高的DL编解码器速率信息指示提高下行链路AMR编解码器的速率。
在步骤530，一旦接收到下行链路AMR速率控制消息，UMTS终端505根据包括在接收到的消息中的信息设置上行链路VoIP分组的CMR字段。也就是说，如果下行链路AMR速率控制消息中包括更低的DL编解码器速率，UMTS终端505将CMR字段设置为与低于以前的下行链路VoIP分组的编解码器速率的编解码器速率相关的值。否则，如果下行链路AMR速率控制消息中包括更高的DL编解码器速率，UMTS终端505将CMR字段设置为与高于以前的下行链路VoIP分组的编解码器速率的编解码器速率相关的值。
在该实施例中，因为更低的DL编解码器速率包括在下行链路AMR速率控制消息中，并且在步骤515从IP实体510接收的下行链路VoIP分组的FT是5，因此在步骤535发送的上行链路VoIP分组的CMR字段被设置为4。在步骤540，如果上行链路VoIP分组到达IP实体510，IP实体510根据上行链路VoIP分组的CMR字段设置下行链路VoIP分组的帧类型。也就是说，通过将在步骤545发送的VoIP分组的帧类型设置为“4”，IP实体510将下行链路AMR速率设置为7.40kbps。
然后，在步骤550，RNC 507希望在特定时间提高上行链路AMR速率。例如，如果RNC 507有足够可用的上行链路传输资源并且因此希望允许UMTS终端505使用更多的上行链路传输资源，那么RNC 507可以提高上行链路ARM速率。
在步骤555，RNC 507在上行链路AMR速率控制消息中插入更高的UL编解码器速率信息，并向UMTS终端505发送上行链路AMR速率控制消息。更高的UL编解码器速率信息指示提高上行链路AMR编解码器速率。
在步骤560，一旦接收到上行链路AMR速率控制消息，因为接收到的消息中包括更高的UL编解码器速率信息，因此UMTS终端505将上行链路VoIP分组的编解码器速率设置为高于当前编解码器速率的编解码器速率。而且，UMTS终端505根据调整值设置上行链路VoIP分组的帧类型。例如，当以前的上行链路VoIP分组的帧类型是5时，在步骤565发送到IP实体510的上行链路VoIP分组的帧类型被设置为“6”。
图6的流程图示意了根据本发明的第二个典型实施例的终端操作。
在步骤605，终端从RNC接收控制消息，并在步骤610确定控制消息的类型。如果控制消息是上行链路AMR速率控制消息，终端进行步骤635。如果控制消息是下行链路AMR速率控制消息，终端进行步骤620。如果控制消息是其它消息，终端进行步骤615。
在步骤615，终端根据控制消息中的信息执行速率控制操作。这一步骤与常规方法中相应的步骤是一样的，因此省略对步骤615的详细描述。
在步骤620，终端检查下行链路AMR速率控制消息中包括的期望DL帧类型信息。如果期望DL帧类型信息是更高的DL编解码器速率信息，终端进行步骤625。如果期望DL帧类型信息是更低的DL编解码器速率信息，终端进行步骤630。
在步骤625，终端选择一个AMR速率，该ARM速率高于在下行链路AMR速率控制消息之前接收到的以前的下行链路VoIP分组的AMR速率，并且终端将所选择的MAR速率插入到上行链路VoIP分组的CMR字段中。在步骤630，终端选择低于以前的下行链路VoIP分组的AMR速率的AMR速率，并将所选择的AMR速率插入到上行链路VoIP分组的CMR字段中。
在步骤635，终端检查上行链路AMR速率控制消息中包括的期望UL帧类型信息。如果期望UL帧类型信息是更高的UL编解码器速率信息，终端进行步骤640。如果期望UL帧类型信息是指示降低上行链路AMR编解码器速率的更低UL编解码器速率信息，终端进行步骤645。在步骤640，终端调整上行链路VoIP分组的速率，从而得到高于以前的上行链路VoIP分组的AMR速率的AMR速率。在步骤645，终端将上行链路VoIP分组的速率调整为低于以前的上行链路VoIP分组的AMR速率的AMR速率。
虽然在本发明的第一个和第二个典型实施例中分别使用了下行链路AMR速率控制消息和上行链路AMR速率控制消息，但是这两个消息之一可以执行两个功能。也就是说，可以在一个控制消息中包括下行链路/上行链路AMR速率改变信息两者，或基于包括在一个控制消息中的速率改变信息来控制下行链路/上行链路AMR速率两者。
另外，在传输之前，RNC在控制消息中包括终端的当前状态信息而不是状态改变信息，以便于接收控制消息的终端可以识别其上行链路传输环境并根据该环境执行速率控制。
第三个实施例
本发明的第三个实施例提出的方案中，RNC亲自调整VoIP分组的CMR字段，而不使用AMR速率控制消息。
图7示意了根据本发明的第三个实施例的AMR速率控制操作。
假定在步骤712，UMTS终端705和IP实体710之间正执行VoIP通信。下行链路帧类型是5，下行链路AMR速率是7.95kbps，上行链路帧类型是4，上行链路AMR速率是7.40kbps。
因此，在步骤715，从IP实体710发送到UMTS终端705的下行链路VoIP分组的帧类型是5。
在步骤720，RNC 707希望在特定时间将下行链路AMR速率改变为更低的速率。例如，如果RNC 707打算容纳新终端的流量，但是下行链路传输资源不足以这样做，那么RNC 707可以改变终端705的AMR速率。
为了改变下行链路的速率，RNC 707将从UMTS终端705接收的上行链路VoIP分组的CMR字段改变为其期望的值。
例如，一旦在步骤725接收到CMR＝5的上行链路VoIP分组，在步骤730，RNC 707将上行链路VoIP分组的CMR字段改变为与期望速率相关的值，并且在步骤735将上行链路VoIP分组发送到IP实体710。在图7的实施例中，CMR字段的值从5变为4，这种情况下，RNC 707考虑新的CMR字段值重新计算上行链路VoIP分组的UDP报头校验和的值，并使用UDP报头检验和的值更新上行链路VoIP分组。
在步骤740，IP实体710根据上行链路VoIP分组的CMR字段值改变下行链路VoIP分组的帧类型。在步骤745，IP实体710将下行链路VoIP分组的帧类型设置为4，并将FT＝4的下行链路VoIP分组发送到UMTS终端705。
上行链路速率改变操作与下行链路速率改变操作是一样的，因此省略关于上行链路速率改变操作的详细描述。
图8的流程图示意了根据本发明的第三个实施例的RNC操作。
在步骤805，如果有必要改变AMR速率，RNC进行步骤810。
在步骤810，RNC确定是否有必要改变上行链路AMR速率或下行链路AMR速率。如果有必要改变上行链路AMR速率，RNC继续步骤815。如果有必要改变下行链路AMR速率，RNC继续步骤820。
在步骤815，为了改变上行链路AMR速率，RNC将即将发送给终端的下行链路VoIP分组的CMR字段改变为与期望速率相关的值。
在步骤820，为了改变下行链路AMR速率，RNC将从终端接收的上行链路VoIP分组的CMR字段改变为与期望速率相关的值。
在步骤825，RNC重新计算CMR字段改变后的上行链路/下行链路VoIP分组的UDP校验和。UDP报头有2个字节的UDP校验和字段，该字段填充的是UDP报头的检验和值、AMR报头以及AMR数据部分。因此，如果CMR字段有变化，校验和值应当重新计算。
在步骤830，RNC向相应的目的地实体发送上行链路/下行链路VoIP分组，该分组包含改变后的CMR字段以及重新计算的UDP校验和值。
图9示意了根据本发明的第一个和第二个典型实施例的终端的结构。
终端包括AMR编解码器905、AMR报头插入器915、用户数据处理器925、AMR速率控制器910、CMR字段控制器920、控制消息接收器930和收发器935。
AMR编解码器905将语音信号转换成AMR数据，或者将AMR数据转换成语音信号。AMR报头插入器915在AMR数据中插入AMR报头比如CMR和FT。用户数据处理器925是对AMR分组进行适当处理以便通过无线信道传输的设备，由UDP/IP协议实体以及PDCP、RLC、MAC实体组成。
收发器935通过无线信道发送上行链路数据以及接收下行链路数据。
控制消息接收器930接收控制消息，并根据控制消息中的控制信息采取适当的动作。一旦接收到下行链路AMR速率控制消息，控制消息接收器930将控制消息中的控制信息传递给CMR字段控制器920。一旦接收到上行链路AMR速率控制消息，控制消息接收器930将控制消息中的控制信息传递给AMR速率控制器910。
CMR字段控制器920和AMR速率控制器910的操作在第一个和第二个实施例中略有不同。首先描述第一个实施例中每一设备的操作。
一旦接收到期望DL帧类型信息，CMR字段控制器920将接收到的信息传递给AMR报头插入器915，AMR报头插入器915将上行链路VoIP分组的CMR字段设置为CMR字段控制器920传递的值。
一旦接收到期望UL帧类型信息，AMR速率控制器910将接收到的信息传递给AMR编解码器905。AMR编解码器905根据所提供的信息调整上行链路AMR速率，并根据调整后的上行链路AMR速率将语音信号转换为AMR数据。
现在将要描述第二个实施例中CMR字段控制器920的操作。
如果在期望DL帧类型信息中包括更高的DL编解码器速率信息，CMR字段控制器920确定将要插入CMR字段的合适值。这种情况下，可以考虑以下细节作为范例。
1、新的CMR字段值应当高于当前下行链路VoIP分组的AMR速率。
2、新的CMR字段值应当是其它方的IP实体所支持的AMR速率之一。
3、CMR字段控制器在满足以上两个条件的CMR值中选择与当前下行链路VoIP分组的AMR速率最接近的值。
如果在期望DL帧类型信息中包括更低的DL编解码器速率信息，CMR字段控制器920确定将要插入CMR字段的合适值。这种情况下，可以考虑以下细节作为范例。
1、新的CMR字段值应当低于当前下行链路VoIP分组的AMR速率。
2、新的CMR字段值应当是其它方的IP实体所支持的AMR速率之一。
3、CMR字段控制器在满足以上两个条件的CMR值中选择与当前下行链路VoIP分组的AMR速率最接近的值。
现在将要描述第二个实施例中AMR速率控制器910的操作。
如果在期望UL帧类型信息中包括更高的UL编解码器速率信息，AMR速率控制器910确定新的上行链路AMR速率。这种情况下，可以考虑以下细节作为范例。
1、新的上行链路AMR速率应当高于当前上行链路AMR速率。
2、新的上行链路AMR速率应当是终端所支持的AMR速率之一。
3、AMR速率控制器在满足以上两个条件的AMR速率中选择与当前上行链路AMR速率最接近的值。
如果在期望UL帧类型信息中包括更低的UL编解码器速率信息，AMR速率控制器910确定新的上行链路AMR速率。这种情况下，可以考虑以下细节作为范例。
1、新的上行AMR速率应当低于当前上行链路AMR速率。
2、新的上行AMR速率应当是终端所支持的AMR速率之一。
3、AMR速率控制器在满足以上两个条件的AMR速率中选择与当前上行链路AMR速率最接近的值。
图10示意了根据本发明的第一个和第二个典型实施例的RNC的结构。
RNC包括用户数据处理器1005、AMR速率决定器1010、无线资源管理器1015、控制消息生成器1020和收发器1025。
用户数据处理器1005是处理下行链路/上行链路用户数据的设备，包括PDCP、RLC和MAC实体。
收发器1025是发送/接收下行链路/上行链路数据的设备。
控制消息生成器1020是生成控制消息的设备。一旦从AMR速率决定器1010接收改变AMR速率的请求，控制消息生成器1020生成下行链路AMR速率控制消息或上行链路AMR速率控制消息。
无线资源管理器1015是管理由RNC管理的蜂窝小区的无线资源的设备，并执行，例如呼叫准入控制操作。如果有撤消蜂窝小区的无线资源或有分配更多的无线资源的必要，则无线资源管理器1015通知AMR速率决定器1010这一必要。
一旦从无线资源管理器1015接收到撤消特定蜂窝小区的无线资源的请求，AMR速率决定器1010降低位于该蜂窝小区中的终端的AMR速率。一旦从无线资源管理器1015接收到指示在特定蜂窝小区分配更多无线资源的可能性的通知，AMR速率决定器1010提高位于蜂窝小区中的终端的AMR速率。在第一个实施例中，AMR速率决定器1010确定即将插入到下行链路AMR速率控制消息和上行链路AMR速率控制消息的下行链路期望FT信息和上行链路期望FT信息，并将所确定的信息传递到控制消息生成器1020。
在第二个实施例中，AMR速率决定器1010确定即将插入到下行链路AMR速率控制消息和上行链路AMR速率控制消息的更低DL编解码器速率信息和更高DL编解码器速率信息，或者更低的UL编解码器速率信息和更高的UL编解码器速率信息，并将所确定的信息传递到控制消息生成器1020。
图11示意了根据本发明的第三个典型实施例的RNC的结构。
RNC包括CMR字段调整器1105、上行链路UDP校验和计算器1102、下行链路UDP校验和计算器1110、用户数据处理器1125、收发器1130、AMR速率决定器1115和无线资源管理器1120。
在AMR速率决定器1115控制下，CMR字段调整器1105将上行链路VoIP分组和下行链路VoIP分组的CMR字段重设为新的值。
无线资源管理器1120是管理由RNC管理的蜂窝小区的无线资源的设备，并执行，例如呼叫准入控制操作。如果有撤消蜂窝小区的无线资源或有分配更多的无线资源的必要，无线资源管理器1020通知AMR速率决定器1115这一必要。
下行链路UDP校验和计算器1110重新计算从CMR字段调整器1105传递过来的下行链路VoIP分组的UDP校验和值。通过用户数据处理器1125将在下行链路UDP校验和计算器1110中处理过的下行VoIP分组发送给终端。用户数据处理器1125是处理下行链路/上行链路用户数据的设备，包括PDCP、RLC和MAC实体。收发器1130是发送/接收下行链路/上行链路数据的设备。
上行链路UDP校验和计算器1102重新计算从CMR字段调整器1105传递过来的上行链路VoIP分组的UDP校验和值。通过比如SGSN，将在上行链路UDP校验和计算器1102中处理过的上行链路VoIP分组发送给其它方IP实体。
下行链路VoIP分组被直接输入到CMR字段调整器1105，而不通过上行链路UDP校验和计算器1102，并且上行链路VoIP分组被直接输入到CMR字段调整器1105，而不通过下行链路UDP校验和计算器1110。
尽管已经参考某些实施例显示和描述了本发明，本领域技术人员可以明白的是，可以进行形式和细节上的各种改变，而不背离所附权利要求书及其等价物所定义的本发明的精神和范围。

Claims (26)

1.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的方法，该方法包括以下步骤：
在终端接收来自无线网络控制器RNC的控制消息；
如果所述控制消息指示控制下行链路速率，那么根据所述控制消息确定下行链路速率；
根据所述下行链路速率设置上行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的改变模式请求CMR字段，并且将所述上行链路VoIP分组从所述终端发送到所述RNC；
如果接收到的控制消息指示控制上行链路速率，那么根据所述控制消息确定上行链路速率；以及
生成包括根据所确定的上行链路速率生成的上行链路语音数据和指示所确定的上行链路速率的帧类型FT信息的上行链路VoIP分组，并将所述上行链路VoIP分组从所述终端发送到所述RNC。
2.如权利要求1的方法，其中所述控制消息包括与所述下行链路速率相关的期望FT信息。
3.如权利要求1的方法，其中所述控制消息包括与所述上行链路速率相关的期望FT信息。
4.如权利要求1的方法，其中所述控制消息包括下行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述下行链路速率。
5.如权利要求1的方法，其中所述控制消息包括上行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述上行链路速率。
6.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的方法，该方法包括以下步骤：
在无线网络控制器RNC确定新的下行链路和上行链路速率中的至少一个，从而控制用于语音业务的下行链路和上行链路基于因特网协议的语音VoIP分组中的至少一个的改变模式请求CMR字段或帧类型FT字段中的信息；
在所述RNC生成指示所确定的下行链路速率的下行链路控制消息，以用于改变上行链路VoIP分组的改变模式请求CMR字段；以及
将所生成的控制消息从所述RNC发送到终端。
7.如权利要求6的方法，其中所述下行链路控制消息包括与所述下行链路速率相关的期望FT信息。
8.如权利要求6的方法，还包括步骤：
生成指示所确定的上行链路速率的上行链路控制消息，以用于改变上行链路VoIP分组的帧类型FT字段，
其中所述上行链路控制消息包括与所述上行链路速率相关的期望FT信息。
9.如权利要求6的方法，其中所述下行链路控制消息包括下行链路FT信息，该信息指示提高或降低所述下行链路速率。
10.如权利要求8的方法，其中所述上行链路控制消息包括上行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述上行链路速率。
11.如权利要求9的方法，还包括以下步骤：
如果所述下行链路帧类型信息指示提高下行链路速率，则选择高于当前下行链路VoIP分组速率的值，并且该值是其它方IP实体所支持的并且最接近当前下行链路VoIP分组速率的值；以及
如果所述下行链路帧类型信息指示降低下行链路速率，则选择低于当前下行链路VoIP分组速率的值，并且该值是其它方IP实体所支持的并且最接近当前下行链路VoIP分组速率的值。
12.如权利要求10的方法，还包括以下步骤：
如果所述上行链路帧类型信息指示提高上行链路速率，则选择高于当前上行链路VoIP分组速率的值，并且该值是所述终端所支持的并且最接近当前上行链路VoIP分组速率的值；以及
如果所述上行链路帧类型信息指示降低上行链路速率，则选择低于当前上行链路VoIP分组速率的值，并且该值是所述终端所支持的并且最接近当前上行链路VoIP分组速率的值。
13.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的方法，该方法包括以下步骤：
如果需要改变上行链路语音速率，那么将在下行链路上传输的基于因特网协议的语音VoIP分组的改变模式请求CMR字段改变为与期望速率相关的帧类型FT信息，并且如果需要改变下行链路语音速率，则将在上行链路上传输的VoIP分组的CMR字段改变为与期望速率相关的FT信息；
根据改变后的CMR字段，重新计算所述VoIP分组的用户数据报协议UDP校验和；以及
将填充了改变后的CMR字段以及重新计算后的UDP校验和的VoIP分组发送到目的地。
14.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的装置，该装置包括：
控制消息接收器，用于从接收自无线网络控制器RNC的控制消息检测期望下行链路DL帧类型信息或期望上行链路UL帧类型信息，其中所述控制消息指示对下行链路和上行链路速率中的至少一个的控制；
改变模式请求CMR字段控制器，用于根据所述期望DL帧类型信息来确定指示下行链路速率的CMR字段值；
速率控制器，用于根据所述期望UL帧类型信息来确定上行链路速率；
报头插入器，用于将从所述CMR字段控制器接收的所述CMR字段值插入到上行链路语音分组的报头中；
语音编解码器，用于根据所确定的上行链路速率将语音信号转换成语音数据，以及将下行链路分组中包含的语音数据转换成语音信号；
收发器，用于向RNC发送包含所述报头和语音数据在内的上行链路语音分组，从RNC接收下行链路语音分组，以及向所述语音编解码器提供接收到的下行链路语音分组。
15.如权利要求14的装置，其中所述控制消息包括与所述下行链路速率相关的帧类型信息。
16.如权利要求14的装置，其中所述控制消息包括与所述上行链路速率相关的帧类型信息。
17.如权利要求14的装置，其中所述控制消息包括下行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述下行链路速率。
18.如权利要求14的装置，其中所述控制消息包括上行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述上行链路速率。
19.如权利要求15的装置，其中如果所述期望DL帧类型信息指示提高下行链路速率，则所述装置选择高于当前下行链路基于因特网协议的语音VoIP分组速率的值，并且该值是其它方IP实体所支持的并且最接近当前下行链路VoIP分组速率的值；以及
其中如果所述期望DL帧类型信息指示降低下行链路速率，则所述装置选择低于当前下行链路VoIP分组速率的值，并且该值是其它方IP实体所支持的并且最接近当前下行链路VoIP分组速率的值。
20.如权利要求16的装置，其中如果所述期望UL帧类型信息指示提高上行链路速率，则所述装置选择高于当前上行链路VoIP分组速率的值，并且该值是该装置所支持的并且最接近当前上行链路VoIP分组速率的值；以及
其中如果所述期望UL帧类型信息指示降低上行链路速率，则所述装置选择低于当前上行链路VoIP分组速率的值，并且该值是该装置所支持的并且最接近当前上行链路VoIP分组速率的值。
21.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的无线网络控制器RNC装置，该RNC装置包括：
速率决定器，用于确定用于语音业务的下行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的新的下行链路速率；
控制消息生成器，用于生成下行链路控制消息，该下行链路控制消息指示所述速率决定器提供的下行链路速率，以用于改变上行链路VoIP分组的改变模式请求CMR字段；以及
收发器，用于将生成的下行链路控制消息发送给终端。
22.如权利要求21的装置，其中所述下行链路控制消息包括与所述下行链路速率相关的FT信息。
23.如权利要求21的装置，其中所述速率决定器还用于确定用于语音业务的上行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的新的上行链路速率，并且，
所述控制消息生成器还用于生成上行链路控制消息，该上行链路控制消息指示所述速率决定器提供的上行链路速率，以用于改变上行链路VoIP分组的帧类型FT字段。
24.如权利要求21的装置，其中所述下行链路控制消息包括下行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述下行链路速率。
25.如权利要求23的装置，其中所述上行链路控制消息包括上行链路帧类型信息，该信息指示提高或降低所述上行链路速率。
26.一种在经由分组网络支持语音业务的移动通信系统中控制语音业务的速率的装置，该装置包括：
速率决定器，用于确定期望下行链路帧类型信息和期望上行链路帧类型信息；
改变模式请求CMR字段调整器，用于根据所述期望下行链路帧类型信息来设置上行链路基于因特网协议的语音VoIP分组的CMR字段，并根据所述期望上行链路帧类型信息来设置下行链路VoIP分组的CMR字段；
上行链路用户数据报协议UDP校验和计算器，用于重新计算从所述CMR字段调整器传递来的上行链路VoIP分组的UDP校验和，从而更新该UDP校验和；
下行链路UDP校验和计算器，用于重新计算从所述CMR字段调整器传递来的下行链路VoIP分组的UDP校验和，从而更新该UDP校验和；以及
收发器，将从呼叫用户接收的下行链路和上行链路VoIP分组中的至少一个发送到所述CMR字段调整器，以及将从下行链路和上行链路UDP校验和计算器中的至少一个接收的下行链路和上行链路VoIP分组中的至少一个发送到相应的目的地。
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