CN101300812A - 区分业务质量传输协议 - Google Patents

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Abstract

一种用于使用简档指示器对有效载荷应用区分业务质量(QoS)的方法，该简档指示器可以标识或者可以被用于标识有效载荷的具有不同QoS要求的两个以上的部分。简档指示器可以是一个或多个长度指示器，用于指示有效载荷的每个部分的长度，或者它可以是表的索引，所述表指示有效载荷的每个部分的长度。该表可被用于将简档指示器映射为分组中的多个部分、每个部分的长度和每个部分的QoS要求。不同的部分可以根据具体所选择的传输格式被格式化。

Description

区分业务质量传输协议
技术领域
本发明一般涉及因特网协议(IP)应用，并且更具体地涉及无线通信系统中的IP应用。
背景技术
诸如众所周知的开放式系统互连(OSI)参考模型和因特网协议(IP)协议堆栈的网络协议包括在主机之间提供数据透明传送的传输层。然而，大多数传输层不提供用于允许对数据分组的有效载荷部分应用多级业务质量(QoS)的机制。允许两级QoS的一个传输层是用户数据报协议(UDP)Lite(轻巧)传输层。
图1描绘了基于通用移动电信系统(UMTS)的无线通信系统100、因特网105和VoIP电话110，其根据现有技术使用具有UDP Lite传输层的协议堆栈。无线通信系统100至少包括网关GPRS支持节点(GGSN)120、核心网130和用户设备(UE)140。GGSN 120是因特网105和核心网130之间的接口。核心网130包括移动交换中心(MSC)150、无线电接入网(RAN)160、无线电网络控制器(RNC)170和节点B180。在一些系统部署中，VoIP电话110可以是将公共交换电话网(PSTN)呼叫转换成VoIP呼叫的电子设备，或者PSTN或无线网络可以具有将PSTN呼叫转换成VoIP呼叫的互通功能(inter-working function)(IWF)或媒体网关(MGW)。应该注意，替代的网络体系结构可以实现类似的功能。
图2描绘了根据现有技术的用于在VoIP电话110和UE 140之间进行VoIP呼叫的协议堆栈200。协议堆栈200包括自适应多速率(AMR)层205、实时协议/实时控制协议(RTP/RTCP)层210、UDP Lite/IP版本6(UDP/IPv6)层215、分组数据会聚协议(PDCP)层220、无线电链路控制(RLC)层225、媒体访问控制(MAC)层230、以及物理(PHY)层235。
AMR层205、RTP/RTCP层210和UDP/IPv6层215在VoIP电话110上被实现。PDCP层220在RAN 160上被实现。RLC层225和MAC层230在RNC 170上被实现。而PHY层235在节点B 180上被实现。注意，虽然UDP/IPv6层215被示出为单个层，但是它的实际实现或许将作为两个单独的UDP Lite和IPv6层。
为了说明的目的，假定语音信息从VoIP电话110向UE 140发送。在VoIP电话110上，语音在AMR层205中(经由AMR编解码器)被编码，以便产生具有语音比特的语音帧。语音比特可以根据主观的或知觉的重要性被分成三类。第一类、即A类比特包括对错误最敏感的语音比特。A类比特的任何错误典型地导致被破坏的语音帧，该被破坏的语音帧不应在不应用适宜的纠错、例如错误隐藏或掩蔽的情况下被解码。第二类、即B类比特包括与A类比特相比对错误不太敏感但与第三类、即C类比特相比对错误更敏感的语音比特。
在RTP/RTCP层210中，将一个或多个语音帧封装到具有RTP报头的RTP分组中，该RTP报头指示有助于在接收端对语音帧正确地重新排序的序列号和时间戳。在UDP/IPv6层215中，给一个或多个RTP分组添加UDP Lite报头和IPv6报头以产生UDP/IPv6分组。具体而言，在UDP/IPv6层215中，给RTP分组添加UDP Lite报头，以产生UDP Lite分组。然后，给UDP Lite分组添加IP报头，以产生UDP/IPv6分组。
IPv6报头包括IP地址。UDP Lite报头包括源端口、目的端口、长度指示器和UDP校验和。UDP校验和为UDP/IPv6分组的某一部分提供错误检测，该部分在此被称为“UDP校验和部分”。典型地，UDP校验和部分将包括源端口、目的端口、IP地址，以及在大多数情况下还将包括(一个或多个)RTP分组的一部分。长度指示器指示UDP校验和所覆盖的(一个或多个)RTP分组的所述部分。如果错误发生在UDP校验和部分，则错误可以被检测到，并且可以实现某种形式的纠错。注意，未被UDP校验和覆盖的UDP/IPv6分组的那部分在此被称为“非UDP校验和部分”。
UDP/IPv6分组从VoIP电话110通过因特网105向GGSN 120发送。UDP/IPv6分组从GGSN 120被转发到核心网130，在核心网130中，UDP/IPv6分组由剩余的层220、225、230和235进行处理。
图3和4描绘了UDP Lite分组300和400的实例。在图3中，UDPLite分组300包括具有以7.95kbps速率进行编码的AMR语音帧的RTP分组。该语音帧包括75个A类比特(即，a0～a74)和84个B类比特(即，b0～b83)。在此实例中，UDP校验和部分将包括A类比特而不是B类比特。因此，长度指示器将指示RTP分组的对应于75个A类比特和RTP报头的部分。
在图4中，UDP Lite分组400包括具有以12.2kbps速率进行编码的AMR语音帧的RTP分组。该语音帧包括81个A类比特(即，a0～a80)、103个B类比特(即，b0～b102)和60个C类比特(即，c0～c59)。在此实例中，UDP校验和部分将包括A类比特而不是B类或C类比特。因此，长度指示器将指示RTP分组的对应于81个A类比特和RTP报头的部分。
如上所述，长度指示器被用来区分UDP Lite分组的UDP校验和部分与非UDP校验和部分，因此允许对有效载荷(例如，语音帧)应用不同等级的QoS。然而，可能有时理想的是能够对有效载荷应用两个以上的不同等级的QoS。例如，假定除A类比特之外，还希望将不同等级的QoS用于B类比特和C类比特。在这样的情况下，对有效载荷应用两个以上的不同等级的QoS将不可能使用UDP Lite作为传输层。因此，存在以下需求，即处理有效载荷，以便可以应用两个以上的不同等级的QoS。
发明内容
本发明是一种用于使用简档指示器对有效载荷应用区分(differentiated)业务质量(QoS)的方法，该简档指示器可以标识或者可以被用于标识有效载荷的具有不同QoS要求的部分。简档指示器可以是一个或多个长度指示器，用于指示有效载荷的每个部分的长度，或者可以是表的索引，所述表指示有效载荷的每个部分的长度。在一个实施例中，该表可被用于将简档指示器映射为分组中的多个部分、每个部分的长度和每个部分的QoS要求。有利地，本发明可以被实现为对当前的UDP Lite传输协议的较小的改变，以便不影响或最低限度地影响协议堆栈中的其它层。
附图说明
参照下列说明、所附权利要求和附图，将更好地理解本发明的特征、方面和优点，其中：
图1描绘了根据现有技术的基于通用移动电信系统(UMTS)的无线通信系统、因特网和因特网协议承载语音(VoIP)电话；
图2描绘了根据现有技术的用于VoIP呼叫的协议堆栈；
图3和4描绘了用户数据报协议(UDP)Lite分组的实例；
图5描绘了根据本发明的一个实施例将区分业务质量传输协议(DQTP)作为传输层的协议堆栈；以及
图6描绘了根据本发明的一个实施例通过使用DQTP所生成的示例DQTP分组。
具体实施方式
本发明是用于使用简档指示器(profile indicator)对有效载荷应用区分业务质量(QoS)的传输层及其方法，该简档指示器可以标识或者可以被用于标识有效载荷的具有不同QoS要求的部分。在此将参照图1中所示的以及在背景技术部分中所述的众所周知的基于通用移动电信系统(UMTS)的无线通信系统来描述本发明。应该理解，本发明还适用于其它类型的通信系统，包括那些基于众所周知的码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)和正交频分多址(OFDM)技术的通信系统。还应该理解，在此所述的原理将适用于面向连接的或面向无连接的协议。
在一个实施例中，本发明的传输层(在此被称为区分QoS传输协议(DQTP))可以被实现为对当前UDP Lite传输协议的较小的改变。这种实施例可以有利地被容易地实现，而不需要对协议堆栈的任何其它层的修改或较小修改。图5描绘了根据本发明的此实施例的将DQTP作为传输层的协议堆栈500。协议堆栈500包括自适应多速率(AMR)层510、实时协议/实时控制协议(RTP/RTCP)层520、DQTP层530、因特网协议(IP)层540、分组数据会聚协议(PDCP)层550、无线电链路控制(RLC)层560、媒体访问控制(MAC)层570、以及物理(PHY)层580。AMR层510、RTP/RTCP层520、PDCP层550、RLC层560、MAC层570和PHY层580在功能上分别与上面针对协议堆栈200中的AMR层205、RTP/RTCP层210、PDCP层220、RLC层225、MAC层230和PHY层235所述的基本上相同。IP层540在此实施例中可以是版本4的IP网络层或者版本6的IP网络层。应该注意，除了AMR之外的语音编码器、例如增强型可变速率编解码器(EVRC)和增强型全速率(EFR)编解码器可被用于协议堆栈500中。
本发明实施例的协议堆栈500与现有技术的协议堆栈200之间的主要区别在于传输层。在协议堆栈500中，传输层是DQTP。相反，现有技术的协议堆栈200的传输层是UDP Lite。DQTP的此实施例可以被实现为对UDP Lite的较小改变。具体而言，除了DQTP将给RTP分组添加简档指示器而不是长度指示器之外，DQTP将完全与UDP Lite相同。简档指示器可操作用于指示两个以上的部分。例如，简档指示器可以通过只指示两个部分的长度来指示具有三个部分的分组。第三部分可以被假设为是分组的未被包括在第一和第二部分中的部分的剩余部分。或者，简档指示器可以通过只指示所有三个部分的长度来指示具有三个部分的分组。
简档指示器可以是一个或多个长度指示器，用于指示有效载荷的每个部分的长度，或者它可以是表的索引，所述表指示有效载荷的每个部分的长度。如果简档指示器是一个或多个长度指示器，则应该对什么是对每个部分的QoS要求存在某种共同理解。例如，第一部分可以被理解成具有高于第二部分的QoS要求，第二部分可以被理解成具有高于第三部分的QoS要求等。替代地，简档指示器除了长度指示器之外可以包括对与每个部分相关联的QoS要求的某个指示。
如果简档指示器是指示有效载荷的每个部分的长度的表的索引，则该表还可以包括对有效载荷的每个部分的QoS要求的映射。在一个实施例中，简档指示器可以被映射为表，以便确定多个部分、每个部分的长度和每个部分的QoS要求。替代地，在缺乏QoS映射的情况下，可以对什么是每个部分的QoS要求存在某种共同理解。
在DQTP层530中，给一个或多个RTP分组添加DQTP报头，以产生DQTP分组。随后，在IP层540中，给DQTP分组添加IP报头，以产生IP分组。IP报头包括IP地址。DQTP报头包括简档指示器、源端口、目的端口以及DQTP校验和。DQTP校验和为IP分组的在此称为“DQTP校验和部分”的某一部分提供错误检测。典型地，DQTP校验和部分将包括源端口、目的端口、IP地址，以及在大多数情况下将包括(一个或多个)RTP分组的一部分。简档指示器指示(一个或多个)RTP分组的被DQTP校验和所覆盖的部分。如果错误发生在DQTP校验和部分，则错误可以被检测到，并且可以实现某种形式的纠错。注意，IP分组的未被DQTP校验和覆盖的部分在此被称为“非DQTP校验和部分”。
图6描绘了通过DQTP层530生成的示例DQTP分组600。类似于UDP分组400，DQTP分组600包括具有以12.2kbps速率进行编码的AMR语音帧的RTP分组。该语音帧包括81个A类比特(即，a0～a80)、103个B类比特(即，b0～b102)和60个C类比特(即，c0～c59)。与UDP分组400不同，DQTP分组包括简档指示器而不是长度指示器。在此实例中，DQTP校验和部分可以包括通过简档指示器所指示的第一部分或者某个其它的部分。非DQTP校验和部分可以进一步被分成第一、第二非DQTP校验和部分等，这取决于有多少部分。这种部分也通过简档指示器来指示。例如，如果简档指示器可以指示三个或四个部分的长度(取决于将如何理解它)，则DQTP分组将包括DQTP校验和部分和第一、第二与第三非DQTP校验和部分。
注意，在优选实施例中，简档指示器包括两个字节(使它的大小与UDP Lite的长度指示器相同)。有利地，通过使简档指示器的大小等于UDP Lite长度指示器，对协议堆栈的其它层的较少修改或不修改将是必需的。RNC 170中的无线电资源控制器(RRC)选择一组可能的传输格式。MAC层570将寻找相同的两个字节以标识DWTP分组的部分，然后针对每次发射为每个部分根据与该部分相关联的QoS要求(从该组可能的传输格式中)选择特定的传输格式。如前所述，每个部分的QoS要求可以基于某种共同理解(例如，先验知识)或简档指示器。在PHY层580中，所选择的传输格式被应用于使用简档指示器来标识多个部分的DQTP分组的每个部分。在应用所选择的传输格式之后，发射DQTP分组。
在此已经参照某个实施例描述了本发明。这不应该被理解为将本发明限制于在此描述的实施例。因此，本发明的精神和范围不应该限于在此所包含的实施例的说明。

Claims (10)

1.一种用于处理分组的方法，包括以下步骤：
在协议堆栈的传输层上给所述分组添加第一报头，所述报头具有可操作用于标识所述分组的具有不同业务质量(QoS)要求的两个以上的部分的简档指示器。
2.权利要求1的方法，包括附加步骤：
在所述协议堆栈的网络层上给所述分组添加第二报头，所述第二报头具有因特网协议(IP)地址。
3.权利要求1的方法，其中，所述简档指示器包括至少n个长度指示器，用于标识所述分组的n+1个部分，其中n大于或等于2。
4.权利要求1的方法，其中，所述简档指示器包括至少n个长度指示器，用于标识所述分组的n个部分，其中n大于或等于3。
5.权利要求1的方法，其中，所述简档指示器是表的索引，所述表用于将所述索引映射为用于标识所述分组的部分的一个或多个长度指示器。
6.权利要求5的方法，其中，所述索引可以进一步被映射为所述表，以确定所述分组中的具有不同业务质量要求的多个部分。
7.权利要求5的方法，其中，所述索引可以进一步被映射为所述表，以确定与每个部分相关的业务质量要求。
8.权利要求1的方法，其中，所述第一报头包括源端口、目的端口和校验和，所述校验和用于提供对所述源端口、所述目的端口、IP地址和所述分组的一部分的错误检测。
9.权利要求1的方法，包括附加步骤：
选择一组可能的传输格式；
根据业务质量要求，为所述分组的每个部分从该组可能的传输格式中选择特定传输格式。
10.权利要求9的方法，包括附加步骤：
对使用所述简档指示器的所述分组的每个部分应用所选择的特定传输格式。
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