CN101425836A - 一种编码速率的控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码速率的控制方法，包括以下步骤：判断需要调整当前通信使用的编码速率，生成携带编码模式调整指示的带内信令；将所述携带编码模式调整指示的带内信令向对端发送。本发明还公开了一种编码速率的控制设备。通过使用本发明，在带内信令中携带向对端设备发送的编码速率控制指示，实现了编码速率的快速和有效修改，且实现简单，无需使用新的信令。

Description

一种编码速率的控制方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种编码速率的控制方法和设备。

背景技术

现有的无线通信系统网络包括三个部分：无线终端、接入网、核心网。其中，核心网部分包括两个大的功能域，分别称为CS(Circuit Switchingdomain，电路交换域)域和PS(Packet Switching domain，分组交换域)域，负责业务逻辑处理、移动性管理、鉴权加密等功能，接入网负责完成用户的无线接入处理。

以UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)系统为例，UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地移动接入网)是典型的接入网类型之一，包括RNC(Radio NetworkController，无线网络控制器)和Node B(基站)。UE(User Equipment，用户终端)与UTRAN之间通过Uu接口相连，UE通过Uu接口与网络设备进行交互，为用户提供电路域和分组域的各种业务功能，包括语音业务、可视电话业务、传真业务等。

Uu接口分为三个协议层：物理层即层1(L1)、数据链路层即层2(L2)、和网络层即层3(L3)。L2进一步包括下述子层：MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)层、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层、PDCP(PacketData Convergence Protocol，分组数据会聚协议)层和BMC(Broadcast MulticastControl，广播多播控制)层。L3和RLC层分为C-plane(控制平面)和U-plane(用户平面)，PDCP和BMC只存在于用户平面。参见图1，图1为Uu接口协议结构示意图。在图1中，每一个方框代表一个协议实体，椭圆代表SAP(Service Access Point，服务接入点)，协议实体间的通信通过SAP进行。下层协议实体为上层协议实体提供服务。L2通过RB(Radio Bearer，无线承载)向L3提供服务。PDCP层只用于PS域，完成头压缩/解压缩的功能。MAC层通过逻辑信道向RLC层提供服务。L1通过传输信道向MAC层提供服务。Uu接口各协议层之间存在一定的映射关系，每一层协议实体通过信道配置参数确定其与下层协议实体的映射关系，其中所述信道配置参数包含其下层信道的类型和标识。在Uu接口上传输的业务数据按照所述映射关系，经过各层协议实体的层层封装，最终被封装成数据帧进行传输。

使用PDCP封装CS语音数据的时候，UE与UTRAN之间的无线接口承载映射如图2和图3所示，其中图2为UE侧下行承载映射示意图；图3为UE侧上行承载映射示意图。使用PDCP封装CS语音的时候，采用如图4所示的方法，将多个语音子流数据块串接为连续的数据块。

UMTS中，目前使用了2种语音业务-AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多码率)语音和AMR-WB(AMR Wide Band，自适应多码率宽带)语音。

作为3GPP传统的语音承载方式，即使用DCH(Dedicated Channel，专用信道)承载语音，可以通过标准的RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信令，即TFC(Transport Format Combination，传输格式组合)控制过程来进行语音速率(等同于编码模式)的调整。AMR和AMR-WB的编码模式/编码速率等信息分别如下表1和表2所示。

表1：AMR编码模式

 

子流A	子流B	子流C	编码模式	编码速率
					81	103	60	8	12.20kbit/s
65	99	40	7	10.20kbit/s
					75	84	0	6	7.95kbit/s
61	87	0	5	7.40kbit/s
					58	76	0	4	6.70kbit/s
55	63	0	3	5.90kbit/s
					49	54	0	2	5.15kbit/s
42	53	0	1	4.75kbit/s

表2：AMR-WB编码模式

 

子流A	子流B	子流C	编码模式	编码速率
					72	405	0	9	23.85kbit/s
72	389	0	8	23.05kbit/s
					72	325	0	7	19.85kbit/s
72	293	0	6	18.25kbit/s
					72	245	0	5	15.58kbit/s
72	213	0	4	14.25kbit/s
					72	181	0	3	12.65kbit/s
64	113	0	2	8.85kbit/s
					54	78	0	1	6.6kbit/s

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

当使用HSPA(High-Speed Packet Access，高速分组接入)来承载CS语音时，无法使用TFC Control过程达到调整速率的目的。其原因在于：TFCControl过程仅可以用于DPCH(Dedicated Physical Channel，承载DCH的物理信道)，而无法应用于HSPA信道中。

对于该问题，CS over HSPA方案中曾提出新增专用于语音编码模式调整的RRC信令过程，用于RNC修改UE编码模式以降低编码速率或升高编码速率。

使用该RRC信令完成编码模式的修改的缺点在于，修改信令花费的时间较长，而且对于UE和RNC来说处理比较复杂。

发明内容

本发明的实施例提供一种编码速率的控制方法和设备，用于实现编码速率的快速和有效修改。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种编码速率的控制方法，包括以下步骤：

判断需要调整当前通信使用的编码速率，生成携带编码模式调整指示的带内信令；

将所述携带编码模式调整指示的带内信令向对端发送。

本发明的实施例还提供一种编码速率的控制方法，包括以下步骤：

接收对端发送的携带编码模式调整指示的带内信令；

获取所述代理信令中携带的编码模式调整指示；

根据所述编码模式调整指示，调整与所述对端通信使用的编码速率。

本发明的实施例还提供一种发起设备，用于对接收设备所使用的编码速率进行控制，包括：

发起方处理单元，用于判断是否需要调整当前与所述接收设备通信所使用的编码速率，判断为需要调整时通知带内信令生成单元；

带内信令生成单元，用于根据所述发起方处理单元的指示，生成携带编码模式调整指示的带内信令；

发送单元，用于将所述带内信令生成单元生成的带内信令向所述接收设备发送。

本发明的实施例还提供一种接收设备，用于接收发起设备对编码速率的控制，包括：

接收单元，用于接收所述发起设备发送的携带编码模式调整指示的带内信令，并发送到带内信令解析单元；

带内信令解析单元，用于解析所述接收单元发送的带内信令，从中获取编码模式调整指示并发送到接收方处理单元；

接收方处理单元，用于根据所述带内信令解析单元发送的编码模式调整指示，调整与所述发起设备通信使用的编码速率。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

通过带内信令携带向对端设备发送的编码速率控制指示，实现了编码速率的快速和有效修改，且实现简单，无需使用新的信令。

附图说明

图1是现有技术中Uu接口协议结构示意图；

图2是现有技术中UE侧下行承载映射示意图；

图3是现有技术中UE侧上行承载映射示意图；

图4是现有技术中将多个语音子流数据块串接为连续的数据块的示意图；

图5是本发明实施例一中编码速率的控制方法的流程图；

图6是本发明实施例二中编码速率的控制方法的流程图；

图7是本发明实施例二中使用的PDCP数据帧格式示意图；

图8是本发明实施例三中编码速率的控制系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的实施例一中提供了一种编码速率的控制方法，用于使用变化码率进行通信的体系中，该体系中的设备在通信时需要根据需要对所使用的编码速率进行动态调整。该编码速率的控制方法如图5所示，包括以下步骤：

步骤s101、与对端设备进行编码模式指示的约定。

具体的，本端设备和对端设备在通信之前，需要预先约定通信中使用的各种编码速率的指示方式，即编码模式与编码速率的对应关系，如编码模式1对应编码速率12.20kbit/s等，这样在进行编码速率控制时，只需传递编码模式信息而不传递具体的编码速率，从而减少消息传递过程中的资源消耗。该约定方式可以使用协议约定的方式，也可以在业务建立过程中使用信令进行配置。

步骤s102、接收对端设备发送的带内信令，获取该带内信令中包括的编码模式调整指示。

具体的，该编码模式调整指示是通过带内信令携带的，而不用通过其他传输通道，例如控制信道。带内信令是指：在该信令类型中，与控制相关的信息和数据在相同的数据通道中传递，而不需要单独的控制信息传输信道。通过将编码模式调整指示通过数据通道进行发送，实现了对编码速率的简易快速调整。

步骤s103、根据该编码模式修改指示，调整当前的编码速率。

具体的，根据本地保存的与对端设备预先约定的编码模式与编码速率的对应关系，可以根据该编码模式修改指示所携带的编码模式，调整当前的编码速率为不高于该编码模式对应的编码速率。

本发明的实施例二中，以UTRAN网络为例，描述本发明中一种编码速率的控制方法。UTRAN网络中，通信双方可以分别为UE(User Equipment，用户终端)和UTRAN，双方通过PDCP层承载CS语音业务。以下以UTRAN对UE的编码速率控制为例，说明本发明中编码速率的控制方法的实施方式。具体步骤如图6所示，包括以下步骤：

步骤s201、UE与UTRAN进行编码模式指示的约定。

具体的，UE与UTRAN在使用带内信令进行编码模式调整之前，事先约定AMR、AMR-WB各种编码模式的指示方式。该约定方式可以使用协议约定的方式，也可以在语音业务建立过程中使用RRC信令进行配置。例如本实施例中使用协议约定方式，约定的编码模式与编码速率的对应关系如下：

(1)AMR语音

模式指示(AMR)     编码模式/编码速率

7                 12.20kbit/s

6                 10.20kbit/s

5                 7.95kbit/s

4                 7.40kbit/s

3                 6.70kbit/s

2                 5.90kbit/s

1                 5.15kbit/s

0                 4.75kbit/s

(2)AMR-WB语音

模式指示(AMR-WB)   编码模式/编码速率

8                  23.85kbit/s

7                  23.05kbit/s

6                  19.85kbit/s

5                  18kbit/s

4                  15.58kbit/s

3                  14.25kbit/s

2                  12.65kbit/s

1                  8.85kbit/s

0                  6.6kbit/s

约定了AMR、AMR-WB两种语音的编码模式对应的编码速率之后，实现了为各种编码模式的编号。例如建立了AMR语音之后，如果一方要求另一方将编码模式改为”5”，则意味着接收方需要将编码速率限制在7.95kbit/s或以下速率。

步骤s202、UTRAN判断需要调整当前与UE通信所使用的编码速率时，生成携带编码模式调整指示的PDCP数据帧或控制帧。

具体的，首先以使用PDCP数据帧作为带内信令进行编码模式调整为例进行说明。在PDCP端到端通信过程中，一端在发送PDCP数据帧的同时，在PDCP数据帧中携带编码模式调整指示，另一端收到数据帧时从中获取编码模式调整指示信息，完成编码速率的调整。

编码模式调整指示信息可以使用PDCP数据帧的若干比特来表示。对于AMR、AMR-WB来说，至少需要3个bit来表示最多8种编码模式(AMR-WB有9种编码模式，但目前在UMTS系统中最多使用5种)，但为了后续的扩展性，可以使用多于3个bit。本发明的实施例中以“模式指示”为4个bit为例，这4个bit最大能够表示15种编码模式。

对于4个bit表示的15种编码模式，可以将不需要的取值定义为保留值。由于目前只需要最大9个有效值，所以本发明实施例中将9、10、11、12、13、14定义为保留值，在目前阶段UE和UTRAN不能使用，将15定义为特殊值，表示“不需要修改编码模式”。这里只是取值方式设置的一例，其他设置方式在此不进行重复描述。对应的PDCP数据帧格式如图7所示。

接下来以使用控制帧作为带内信令进行编码模式调整为例进行说明。

使用控制帧与使用PDCP数据帧的区别在于，控制帧专门用于携带编码模式调整指示，而不携带数据，在不需要指示UE调整编码模式时不向UE发送该控制帧，但与PDCP数据帧一样都通过数据通道进行传递。

在控制帧中携带编码模式调整指示的方法与在PDCP数据帧携带编码模式调整指示的方法相同，都可以通过若干比特代表若干种编码模式，具体的设置方式在此不进行重复说明。

本实施例中，假设UTRAN在PDCP数据帧或控制帧中，携带将UE的编码模式调整为“7”的指示。

步骤s203、UTRAN将该携带编码模式调整指示的PDCP数据帧或控制帧向UE发送。

具体的，对于通过PDCP数据帧携带的指示，可以和数据帧一起连续向UE发送；而对于通过控制帧携带的指示，考虑到密集的发送控制帧会对带宽资源造成影响，因此对于控制帧只需定时向UE发送即可。

步骤s204、UE解析该携带编码模式调整指示的PDCP数据帧或控制帧，并根据其中携带的编码模式调整指示调整编码速率。

例如，当编码模式调整指示为“7”时，如果当前的业务是AMR，则对应AMR的模式7(10.2kbit/s)，此时UE将当前使用的编码速率调整为不高于10.2kbit/s；如果是当前的业务是AMR-WB，则对应AMR-WB的模式7(23.05kbit/s)；此时UE将当前使用的编码速率调整为不高于23.05kbit/s。

另外，UE和UTRAN两端还需要自动判断是否需要调整编码模式。以UE为例，如果编码模式调整指示为“不需要调整编码模式”的特殊值，则应忽略编码模式调整指示；如果“编码模式修改”为有效值(即非保留值，也非特殊值)，则需要判断当前允许使用的最高编码模式与“编码模式修改”取值是否相等，相等则忽略，否则应该立即触发修改。

当然，在特殊情况下，UE也可能拒绝该编码模式调整指示，维持目前使用的编码速率不变。

步骤s205、UE向UTRAN发送编码模式调整的响应。

具体的，该相应方式可以包括隐式响应或显式响应。

隐式响应是指UE在接收到编码模式调整指示后，通过修改编码速率或维持原有编码速率不变向UTRAN表示其接受该编码模式调整指示、或拒绝该编码模式调整指示。

显式响应是指UE向UTRAN返回携带响应的PDCP数据帧、或专门的响应帧，在其中携带向UTRAN返回的响应，如以特定位置的特定数值代表不同的响应：000表示无需调整，001表示确认调整，010表示拒绝调整。

除了上述步骤s201～步骤s205之外，UE、UTRAN两端需要提供保护机制，如向对端发送了“编码模式修改”指示之后，应在后续连续若干数据帧或定时发送的控制帧中携带相同的“编码模式修改”指示信息。当根据对端的响应，确认对端已经完成了模式调整之后，可以通过发送携带特殊值的数据帧，表示不修改编码模式，停止编码模式修改过程；或停止发送控制帧，停止编码模式修改过程。

上述实施例二以UTRAN主动对UE发起速率控制为例，说明本发明中一种编码速率的控制方法。实际应用中，PDCP为UE、UTRAN之间的对等通信协议，因而UE、UTRAN任意一端都可以要求另一端进行编码模式修改。当UTRAN要求UE修改编码模式且UE根据判断的确需要修改编码模式时，UE应相应地调整上行方向上的编码速率；当UE要求UTRAN修改编码模式且UTRAN判断的确需要修改编码模式时，则UTRAN需要与MGW(MediaGateway，媒体网关)或RNC(启用了TrFO的情况下)之间执行IuUP(Iu接口的无线网络层用户面的应用协议)的速率调整过程，最终调整下行方向上的编码速率。对于该UE主动向UTRAN发起速率控制的过程，与上述实施例二描述的方法相似，在此不进行重复描述。另外，上述实施例二只是以UTRAN网络为例进行说明，该方法可以实际应用于如CDMA、TD-SCDMA等需要存在调整编码速率业务的网络中。

通过使用上述实施例提供的方法，通过带内信令携带向对端设备发送的编码速率控制指示，实现了编码速率的快速和有效修改，且实现简单，无需使用新的信令。

本发明的实施例三提供了一种编码速率的控制系统，其结构如图8所示，包括发起设备10和接收设备20。其中，发起设备10，用于在判断需要调整当前与接收设备20通信所使用的编码速率时，生成携带编码模式调整指示的带内信令，并将该带内信令向接收设备20发送。接收设备20，用于解析发起设备10发送的带内信令，从中获取编码模式调整指示，并按照该编码模式调整指示对当前与发起设备10通信所使用的编码速率进行调整。另外，为了实现双方对在通信过程中对编码模式调整指示的准确解析，发起设备l0和接收设备20还需要预先约定所使用的编码模式和编码速率的对应关系。

具体的，发起设备10进一步包括：

发起方对应关系存储单元11，用于存储与接收设备20预先约定的编码模式和编码速率的对应关系。

发起方处理单元12，用于判断是否需要调整当前与接收设备20通信所使用的编码速率，判断为需要调整时，将调整的目标速率通知带内信令生成单元13。

带内信令生成单元13，用于根据发起方处理单元12发送的调整目标速率、以及发起方对应关系存储单元1l提供的对应关系，生成携带编码模式调整指示的带内信令。

发送单元14，用于将带内信令生成单元13生成的带内信令向接收设备20发送。

具体的，接收设备20进一步包括：

接收方对应关系存储单元21，用于存储与发起设备10预先约定的编码模式和编码速率的对应关系。

带内信令解析单元22，用于解析接收单元24发送的带内信令，从中获取编码模式调整指示并发送到接收方处理单元23。

接收方处理单元23，用于根据带内信令解析单元22发送的编码模式调整指示、以及接收方对应关系存储单元21提供的对应关系，获取调整的目标编码速率并通知接收单元24。

接收单元24，用于接收发起设备10发送的携带编码模式调整指示的带内信令，并将该带内信令发送到带内信令解析单元22。

需要说明的是，在上述实施例三中，按照编码速率调整的发起方和接收方将系统分为了发起设备和接收设备，在其他场景中，双方的功能可能发生交换。因此，系统中的每一设备应同时具有上述发起设备10和接收设备20的功能。对于此同时具有上述发起设备10和接收设备20功能的设备，是上述发起设备10和接收设备20功能的直接叠加，在此不进行重复描述。

通过使用上述实施例提供的系统和设备，通过带内信令携带向对端设备发送的编码速率控制指示，实现了编码速率的快速和有效修改，且实现简单，无需使用新的信令。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1、一种编码速率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断需要调整当前通信使用的编码速率，生成携带编码模式调整指示的带内信令；

将所述携带编码模式调整指示的带内信令向对端发送。

2、如权利要求1所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述判断需要调整当前通信使用的编码速率的步骤前还包括：

与对端约定编码模式与编码速率的对应关系。

3、如权利要求2所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述判断需要调整当前通信使用的编码速率，生成携带编码模式调整指示的带内信令的步骤具体为：

判断需要调整当前通信使用的编码速率时，获取调整的目标编码速率；

根据所述编码模式与编码速率的对应关系，获取与所述目标编码速率对应的编码模式；

将所述获取的编码模式添加在带内信令中。

4、如权利要求1所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述将携带编码模式调整指示的带内信令向对端发送的步骤后还包括：

接收所述对端返回的对所述编码模式调整指示的响应。

5、如权利要求1至4中任一项所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述带内信令为数据帧或控制帧。

6、一种编码速率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收对端发送的携带编码模式调整指示的带内信令；

获取所述代理信令中携带的编码模式调整指示；

根据所述编码模式调整指示，调整与所述对端通信使用的编码速率。

7、如权利要求6所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述接收对端发送的携带编码模式调整指示的带内信令的步骤前还包括：

与所述对端约定编码模式与编码速率的对应关系。

8、如权利要求7所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述根据所述编码模式调整指示，调整与所述对端通信使用的编码速率的步骤具体为：

根据所述编码模式与编码速率的对应关系，获取与所述编码模式调整指示中的编码模式对应的编码速率；

调整与所述对端通信使用的编码速率为不高于所述获取的编码速率。

9、如权利要求6所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述调整与所述对端通信使用的编码速率后还包括：

向所述对端发送对所述编码模式调整指示的响应。

10、如权利要求6或7所述编码速率的控制方法，其特征在于，所述带内信令为数据帧或控制帧。

11、一种发起设备，用于对接收设备所使用的编码速率进行控制，其特征在于，包括：

发起方处理单元，用于判断是否需要调整当前与所述接收设备通信所使用的编码速率，判断为需要调整时通知带内信令生成单元；

带内信令生成单元，用于根据所述发起方处理单元的指示，生成携带编码模式调整指示的带内信令；

发送单元，用于将所述带内信令生成单元生成的带内信令向所述接收设备发送。

12、如权利要求11所述发起设备，其特征在于，还包括：

发起方对应关系存储单元，用于存储与所述接收设备预先约定的编码模式和编码速率的对应关系，并提供给所述带内信令生成单元用于生成所述携带编码模式调整指示的带内信令。

13、一种接收设备，用于接收发起设备对编码速率的控制，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收所述发起设备发送的携带编码模式调整指示的带内信令，并发送到带内信令解析单元；

带内信令解析单元，用于解析所述接收单元发送的带内信令，从中获取编码模式调整指示并发送到接收方处理单元；

接收方处理单元，用于根据所述带内信令解析单元发送的编码模式调整指示，调整与所述发起设备通信使用的编码速率。

14、如权利要求13所述接收设备，其特征在于，还包括：

接收方对应关系存储单元，用于存储与所述发起设备预先约定的编码模式和编码速率的对应关系，并提供给所述接收方处理单元用于编码速率的调整。

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