CN101690069B - 实时通信系统中基于抖动的媒体层调适 - Google Patents

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Abstract

基本理念是确定(S1)在多个分组上测量的抖动分布的特征，并基于确定的特征以及表示用于发送器与接收器之间的通信的特定接入的信息来将抖动分布分类(S2)。然后将分类的抖动分布匹配(S3)到用于媒体层调适的适合动作，以便可以启动(S4)用于媒体层调适的适合动作。

Description

实时通信系统中基于抖动的媒体层调适
技术领域
本发明一般涉及实时通信，更具体地来说涉及媒体层调适。
背景技术
在任何实时通信系统中，都存在适应传输特征中的变化的需要。例如，对于基于因特网协议(IP)的数据传输，当设计实时传输协议(RTP)[1]时已经看到这一点，其中设计了称为实时传输控制协议(RTCP)的附随报告协议以便能够实现媒体流的体验特征的点到点报告。在RTCP报告中，可以报告多个不同特征，并且有使用可包含非常大量的数据的所谓的扩充RTCP报告(RTCP-XR)的规定。接收这些报告使得传送应用/单元能够更改它的行为以便更好地利用可用的信道资源。
当在链路吞吐量或总的端到端传输特征无法得到保证的环境中使用实时通信服务时，对于应用来说将有需要应对这些变化的情况。如果未做到这一点，则会话可能因劣于最优质量而受影响或在最坏情况下可能被中断。对于所有通信网络均有此情况，并且对于移动网络尤其如此，因为无线电环境使得基本不可能提供有关传输特征的保证。
对于电路交换传输，情况也是如此。在3GPP电路交换(CS)语音服务中使用的自适应多码率(AMR)语音编解码器中，有发送编解码器调整适应新测量的情况的端到端请求的方式。例如，当无线电链路之一的载波干扰比(C/I)落在某个阈值以下时，通常使用AMR位流中的编解码器模式请求(CMR)位向另一端发送请求以降低源编码位速率并应用更鲁棒性的信道编码。
对于IP传输，RTCP可以满足大致相同的目的，但是它有许多缺点，主要的一个缺点是报告之间延迟长，这迫使应用成为反应性的而非主动式的。因此使用RTCP接收器报告将使得调适过程非常慢。即使报告中的信息是有用的，对其的任何响应将实际是反应性的而非主动式的。质量下降将已经发生。
在参考文献[2]中认识到了RTCP报告的响应慢的问题，其中建议一种在接收器处的基于音频分组丢失预测的过程。通过在接收器侧预测音频分组丢失，可以警示发送端。具体来说，为每个分组计算分组到达之间抖动，并将其与预定义的阈值比较来预测分组丢失。可设想，在音频分组丢失时，到达之间时间中的突变之后是过冲。由此，通过基于逐个分组监视到达之间抖动，可以在抖动一超过某个阈值时通过警示发送端来减少分组丢失。
虽然参考文献[2]中描述的解决方案表示与慢速的RTCP报告机制相比有显著的改进，但是该解决方案似乎在实际应用中并未提供非常令人满意的结果。具体来说，参考[2]中建议的方法在许多应用中看上去太保守。
因此总的需要一种改进的、用于实时应用中的媒体层调适的机制。
发明内容
本发明克服了现有技术布置的这些和其他缺点。
本发明的总目的在于提供用于实时通信的媒体层调适的高效策略。高效媒体层调适自然地促成可用传输/信道资源的高效使用。
本发明的目的在于提供一种媒体层调适机制，其具有更直接的响应以便获取主动式调适而非被动式调适。提供在媒体层结果导致严重质量问题之前测量信道劣化的方式显然是有益的。
具体来说，期望提供一种用于避免分组丢失从而更优化地利用在接收器侧预测分组丢失的好处的改进的基于抖动的机制。
本发明的目的还在于提供一种用于支持实时通信系统中的媒体层调适的设备。
这些和其他目的通过所附的专利权利要求限定的本发明来满足。
发明人已经认识到，用于特定接入技术和/或接入参数设置的抖动分布(jitter profile)可以是正常的，并且应该不会触发任何调适动作，而用于另一个接入技术和/或接入参数设置的相同抖动分布需要立即的调适动作。因此，取代基于逐个分组评估抖动，而应该优选地评估多个分组上的整体抖动分布。而且，重要的是当评估测量的抖动分布时将其置于正确的环境中。使调适控制算法仅基于测量的抖动(和分组丢失率)将提供一些机会，但是它也将迫使具有很大改进空间的保守控制算法。
因此，本发明的基本理念是确定在多个分组上测量的抖动分布的特征，并基于确定的特征以及表示发送器与接收器之间的通信所使用的特定接入的信息来将抖动分布分类。然后将分类的抖动分布匹配到用于媒体层调适的适合动作，以便可以启动适合的动作。
通过不仅基于确定的抖动特征还基于有关通信所用接入的信息来将抖动分布分类，可以作出信息远远更丰富的媒体层调适决策，从而促成对通信系统中可用资源的利用的显著改进。
优选地，接入信息包括有关被考虑的媒体分组流的接入配置的信息，以及通常包含有关接入类型的信息和/或有关接入参数设置的信息。在无线应用中，这可以例如是有关所使用的无线接入类型的信息和/或有关无线电承载设置的信息。
当阅读下文对本发明实施例的描述时将认识到本发明的其他方面和优点。
附图说明
参考下文结合附图的描述，将最佳地理解本发明及其进一步的目的和优点，其中：
图1是用于实时通信系统中的媒体层调适的方法的示意流程图。
图2是示出语音的端到端延迟变化的示例的示意图。
图3是示出语音的端到端延迟变化的另一个示例的示意图。
图4是图示根据本发明的示范实施例的数据库配置的原理的示意图。
图5是图示根据本发明的示范实施例的数据库配置的示例的示意图。
图6是根据本发明的示范优选实施例的接收器的示意框图。
图7是图示更详细地着重于3GPP/HSPA接入类型的分类过程的示例的示意流程图。
图8是根据本发明的示范实施例用于估计抖动与分组丢失之间的关系以及用于更新数据库的示意流程图。
图9是图示根据本发明的示范实施例的抖动分类、调适触发和数据库处理的示意流程图。
具体实施方式
在所有附图中，对于对应或相似的部件将使用相同的引用符号。
正如先前论述的，在任何实时通信系统中，存在调整适应传输状况中的变化的基本需要。但是，现有技术的解决方案存在多个问题。
例如，对于IP传输，使用RTCP接收器报告将使得媒体层调适过程非常慢。即使报告中的信息是有用的，对其的任何响应将实际是反应性的而非主动式的。质量下降将会发生。
在宽带码分多址(WCDMA)CS语音服务中，可以使用AMR的带内信令来实现快速端到端信令以及根据无线电层上的C/I测量来决定调适的触发。但是，对于IP多媒体子系统(MS)电话，这难以实现。首先，在标准中没有指定允许IMS多媒体电话应用与较低层实现接口的接口，其次带内信令目前仅控制语音编解码器。而且，虽然对于客户端有调整适应传输特征中的变化的其他可能性(例如，冗余度开/关、帧聚合等)，但是有效负载格式中的CMR位仅被允许控制语音编解码器模式。
总之，所需要的是一种在信道劣化导致严重质量问题之前测量信道劣化的、与媒体无关的方式。这些测量应该能够在无需访问较低层信息的情况下执行。但是，如果存在此类访问，则测量领域将更大，并且质量获益的潜力更大。本发明给出具有以及不具有例如IP层的传输层上可获取的测量以外的知识的情况下的不同实施例。
基本上假定传输信道显示抖动作为传输的基本特征。在联网中，在具体IP网络中，抖动通常是指分组的端到端延迟中的变化(统计离差)。由于如网络拥塞、本地传输状况或排队问题的多种因素，分组之间的延迟可能变化，而非恒定的。换言之，抖动可以视为至通信端点的分组送达定时中的变化。当变化增加高于某个阈值时，结果可能是分组丢失和/或下降的媒体(会话)质量。因此，抖动是可以用于检测在其他方面导致分组丢失率增加和/或媒体质量下降的、可能将要发生的信道质量下降并对此反应的基本参数(对于来自传输层(例如IP层)的应用是可获取的)。
本发明现在主要将参考无线通信系统来描述，这些无线通信系统诸如高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)或无线局域网(WLAN)系统，但是本发明并不局限于此。本发明可以应用于其中包含抖动的任何实时通信系统，包括有线系统。
例如，HSPA包括两种接入类型；下行链路中的高速下行链路分组接入(HSDPA)和上行链路中的增强的上行链路(EUL)。HSDPA是提供至更高数据率的平滑演进路径的、对WCDMA的增强。HSDPA是在3GPP发行版本5中指定的，并且包括例如高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的附加传输和控制信道。EUL是在3GPP发行版本6中指定的，并且包括例如增强的专用信道(E-DCH)的附加传输和控制信道。
这些链路具有固有的抖动特性，即至IP端点的分组送达定时中的变化。此抖动的原因基本为双重的：
首先，下行链路中存在调度器，该调度器将根据某个监管测量来调度MAC-hs(媒体访问控制-高速)传输块，从而产生优先级顺序。NodeB中的传输缓冲器的长度将取决于MAC-hs传输块的优先级和小区中的负载。
其次，HSDPA和EUL都具有快速较低层重传能力。因为重传快速，对于HSDPA尤其如此，所以常见操作模式在大约10％的情况中包括重传。通过测量应用层上的IP分组的接收时间，可以看到送达定时是变化的。应该注意，这是常见的操作模式，并且没有异常。从某种意义来说，这是常见操作的固有特征。
如果存在小区拥塞，即下行链路中的调度器以高负载运行(导致NodeB中的长队列)，或者如果接收用户终端(UE)的本地无线电状况迫使NodeB多次重传，则这两个情况都将带来更大的抖动。这意味着用户设备(UE)将在业务情况劣化时感受到不断增加的抖动量。当NodeB中的缓冲器满时或当重传的数量增加到某个阈值以上时，分组将被丢弃，并且分组丢失率将增加。
如果在UE中检测到抖动特征中的变化(例如如果抖动的幅度增加或减少)，则可以将此变化视为底层信道的特征的变化，这暗示分组丢失的可能性已增加或降低。UE就可以对此输入信息反应并向发送器传送调适会话中所使用的媒体特征的请求。如果抖动降低，则可以将其视为信道的改善，以及作为结果，分组丢失的可能性下降。因此，下降的抖动是UE可以向上调适到更高位速率并移除位流复原措施(resilience measure)的指示。
在大量实验/仿真和仔细分析之后，发明人已经认识到，用于特定接入技术和/或接入参数设置的抖动分布可以是正常的，并且应该不会触发任何调适动作，而用于另一个接入技术和/或接入参数设置的相同抖动分布需要立即的调适动作。因此，取代基于逐个分组评估抖动，而应该优选地评估多个分组上测量的抖动分布。而且，重要的是当评估测量的抖动分布时将其置于正确的环境中。使调适控制算法仅基于测量的抖动(以及分组丢失率)将提供太保守的控制算法。
正如图1的示范流程图中所示的，建议的是确定(S1)在多个分组上测量的抖动分布的特征，并基于确定的特征以及表示发送器与接收器之间的通信所使用的特定接入的信息来将抖动分布分类(S2)。然后将分类的抖动分布匹配(S3)到用于媒体层调适的适合动作，以便可以启动(S4)适合的动作。
通过不仅基于确定的抖动特征还基于有关通信所用的接入的信息来将抖动分布分类，可以作出信息远远更丰富的媒体层调适决策，从而促成对通信系统中可用资源的利用的显著改进。
此外，本发明还有可能性及时地检测分组丢失率将要发生的增加，从而允许接收器成为主动式的，以便优化会话质量。这在尝试将会话恢复到其原目标质量时，即执行向上调适时也是有效的。
如果降低编码位速率、分组速率或复原措施的请求基于分组丢失统计，则即使在采取措施之后情况将改善，仍会已经对媒体流产生危害，用户将此感受为质量下降。在本发明中，即使由于向上抖动缓冲器调适迫使更长的端到端延迟而可能发生某种会话质量下降，在用户感受到因分组丢失所致的任何质量下降之前，持续增加的抖动量仍将触发此反应。但是，此下降无论如何是存在的，并且将提供与分组丢失率增加相比远远较不显著的质量问题。
为了更好地理解本发明，考虑一些抖动分布以获得实践的体验会是有用的。例如，图2示出典型HSPA信道的端到端延迟变化(即，抖动)。具体来说，图2图示使用具有2ms传输时间间隔(TTI)的上行链路中的E-DCH、分组交换核心网络传输和在下行链路中具有优先级调度器的HSDPA的语音的延迟变化的示例。正如可以看到的，在正常工作状况下总是存在典型的基线抖动。但是，如果重传增加或如果NodeB中的缓冲器变得紧张，则抖动将如同端到端延迟的固定部分那样增加。图3中图示了此情况，其中示出具有更高分组丢失率的更复杂的抖动分布。向下至零的下降指示分组丢失。
通过对于多种接入配置监视抖动和分组丢失(可能的其他质量参数)并估计这些度量之间的相关性，可以配备数据库，该数据库反映可映射不同信道状况和更大不同媒体调适动作的不同的接入相关抖动行为。图4图示根据本发明的示范实施例的数据库配置的原理。图4所示的示范数据库100包括多个所谓的接入类别、多个不同类型的抖动特征和对应的媒体层调适动作/措施。这些接入类别可以例如由接入类型和/或接入参数设置定义。
有多个不同类型的抖动，其特征将至少部分地取决于用于通信的接入配置。优选地，对测量的抖动分布分类开始于基于接入信息执行第一级分类以减少需要考虑的不同抖动类型的数量。接下来，执行第二级别细化的抖动分布分类，例如通过与一组专用于所用接入的不同预定义类型的抖动分布进行比较。
在该数据库中，对于多个不同接入类别的每个接入类别，将一组不同预定义类型的抖动分布与有关用于媒体层调适的对应动作的信息存储在一起。响应有关接入类别的信息，因此可以在数据库中找到一组不同预定义类型的抖动分布，然后可以将确定的抖动分布特征与接入特定类型的抖动分布的对应特征比较以作出适合的分类。
优选地，抖动分布特征表示具有所测量的分布的分组的至少一个子集上的抖动的时间演变。实际中，抖动分布可以由一组代表性关键指示或定义参数来表征，该组代表性关键指示或定义参数可以包括诸如抖动幅度演变(“抖动导数”)、抖动演变的速率、平均抖动峰率(spike rate)、平均抖动峰幅度、与分组丢失的关系等的参数。可以设想范围广泛的不同关键指示。
所期望的是，使用有关多个分组上抖动如何演变的选定信息以便预测抖动是否是通信所使用的特定接入的信道的固有部分。
不同类型的抖动例如可以包括：尖峰抖动特征、突发抖动特征(bursty jitter characteristics)和/或渐变抖动特征。
调适动作例如可以包括：与增强的信道编码组合的源编码率的改变、与偏移和/或帧聚合组合的、用于提高的鲁棒性的错误复原措施或任何其他适合的复原措施。
表示发送器与接收器之间的通信所用接入的信息通常称为接入类别或简单地称为接入配置，并且可以包括例如有关接入类型或技术和/或接入参数设置的信息。在无线应用中，这可以例如是有关所使用的无线接入类型的信息和/或有关无线电承载设置的信息。例如，不同的无线电接入类型和某个接入类型内的不同类型的无线电链路实现将呈现不同的抖动特征。当评估抖动分布并确定媒体层调适的适合动作时应该将此信息纳入考虑。当考虑不同的无线电承载(RAB)时，不同类型的无线电链路实现常常称为QoS(服务质量)设置。
图5是图示根据本发明的示范实施例的数据库配置的示例的示意图。在本示例中，考虑三个不同的无线接入类型：WLAN、GSM和HSPA。当适用时，无线电承载设置也用于在不同的接入类别之间进行区分。
例如，对于WLAN接入类型，可能有多个不同预定义抖动分布，其中将不同特征量化成一个或多个关键指示的集合。在本示例中，通过一组关键指示的不同区间定义三个不同类型的抖动分布。在数据库中将每个类型的抖动分布匹配到对应的动作。因此，如果使用WLAN接入类型并且测量的抖动分布的一组给定关键指示位于相应的区间0-50、0-100和0-5ms(出于举例的目的)，则将抖动分类为无需采取任何动作的特定类型的抖动。但是，另一方面，如果关键指示位于相应示范区间50-75、0-100和5-(即高于5)ms，则处理需要例如减小的分组大小等媒体层调适的另一个类型的抖动。最后，如果关键指示位于相应示范区间75-、100-和5-ms，则又有需要例如增加的冗余度等媒体层调适动作的另一个类型的抖动。
对于GSM接入类型，可以有不同QoS设置，也称为无线电承载(RAB)。在本示例中，对于每个无线电承载，可能有多个不同类型的抖动分布，其具有对应的媒体层调适的动作。与WLAN情况相似，每个预定义类型的抖动分布与特定媒体层调适动作关联。
对于HSPA接入类型，也可能有不同的QoS设置或RAB，如无线电链路控制-未确认模式(RLC-UM)和无线电链路控制-确认模式(RLC-AM)。例如，对于具有RLC-UM的HSPA，在数据库100的本特定示例中，有两个不同类型的抖动分布。每个分布由一组示范关键指示值定义，并且与用于调适的对应动作关联。表示“正常”的动作意味着无需调适。
特定无线电承载上测量的抖动分布可以是正常的，并且应该不会触发任何调适动作，而另一个接入技术或无线电承载设置中的相同抖动分布需要立即的调适动作。因此，重要的是当评估测量的抖动分布时将其置于正确的环境中。这通过将有关接入配置的信息(例如接入技术/类型和/或接入参数设置)纳入考虑来实现。
图6是根据本发明的示范优选实施例的接收器的示意框图。除了常规收发信机功能性外，接收器200还包括用于测量抖动的模块210、用于确定抖动分布特征的模块220、分析模块230以及用于启动调适动作的模块240。在模块210中通过任何适合的常规方式测量抖动。在模块220中确定多个接收的分组上测量的抖动分布的适合特征。然后将抖动分布特征转发到分析模块230以进行分类。分析模块230与关联的模块234、236一起构建在适当配置的数据库232周围，用于抖动分类和将分类的抖动匹配到适合的调适动作。分析模块230还接收有关被考虑的通信所用接入配置的信息。在无线系统中，移动设备通常从网络请求资源以用于通信。这可以包括例如RAB的无线电接入参数设置。然后网络执行实际的资源分配并可以从移动设备(mobile)接受所请求的设置或修改所请求的设置。网络向移动设备发送有关分配的资源的信息，包括有关要用于通信的无线/无线电接入的信息。因此，有关无线接入的信息在移动终端处是可用的，并且可在抖动分布分类中使用。接收器优选地通过向发送器发送请求以告知发送器有关需要的动作或通过至少向发送器提供启动此动作所必需的信息来启动调适动作。
在本发明的优选示范实施例中，将抖动幅度的演变与数据库232中的不同信道特征比较。分类功能将例如无线电承载类型和/或无线电接入类型的QoS属性纳入考虑来判断当前信道特征是否需要调适动作。如果认为需要此类动作，则优选地向发送器传送请求，例如降低源位速率、源分组速率或增强使得位流针对分组丢失更具鲁棒性的某种复原措施，并优选地移除延迟抖动中观察到的增加的原因并减少进一步信道劣化的风险。然后可以通过使用例如RTP分组中的有效负载特定字段以带内方式传送此请求，或使用例如RTCP的应用特定报告格式以带外方式传送此请求。或者，将有关抖动特征的信息发送到发送器以进行分析和分类。
图7是图示更详细地、着重于3GPP/HSPA接入类型的分类过程的示例的示意流程图。在本示例中，分类开始于无线电接入技术/类型。在此情况中，以包括WLAN、3GPP/HSPA、3GPP/EDGE和WiMAX的不同接入类型的信息准备数据库。当推论出所用接入类型是HSPA时，通过读取QoS参数来确定使用了哪个无线电承载设置以继续进行分类。在本示例中，有两个基本的RAB：RLC UM和RLCAM，它们各具有三个不同类型的预定义抖动分布。
用于实时通信服务的高效无线电承载是RLC-未确认模式(RLC-UM)，其仅在MAC层上有重传，在RLC层上没有。另一方面，RLC-确认模式(RLC-AM)在RLC层上也有重传，当发生重传时，将产生非常短持续时间的显著抖动增加。在此情况中，抖动尖峰是正常的，并且在正常工作状况中也应该将其纳入考虑，因此，此行为不应指示分组丢失可能性的立即增加。另一方面，RLC-UM中的相似抖动尖峰则更加可能指示将要发生的分组丢失。
参考图7，对于HSPA/RLC AM，当存在具有约为例如200至400ms的高但相对不频繁的抖动尖峰的正常基线时，这可以对应于第一预定义抖动类型(正常)，其反映分组丢失的风险低。因此，无需任何调适动作。
对于HSPA/RLC UM，当存在具有显著抖动增加(例如从40ms到100ms)但是没有抖动尖峰的抖动分布时，这可以对应于第三预定义抖动类型，其反映分组丢失的风险高。这意味着需要调适动作以避免分组丢失。应该注意，RLC AM的抖动幅度有时显然超过RLC UM的抖动幅度而无需调适动作。
为了比较，请考虑RLC UM的第一预定义抖动分布(正常)，其指示分组丢失的风险相对较低。
在下文中，将描述抖动与分组丢失之间的关系的几个示例。还描述这可能如何影响例如位速率、分组速率和其他复原措施的调适。
延迟调度器和未确认模式
延迟调度器废弃传输队列中延迟了长时间的分组。长的排队延迟可能因如下多个原因而发生：
1.在变化的好和差信道状况中移动UE。
对于好信道状况，抖动可能小并且分组丢失少。对于差信道状况，需要多次重传，这产生长的延迟并且可能产生高分组丢失率。可以预期当UE进出于衰落波谷移动时好信道状况与差信道状况之间的过渡非常快速。其特征可能以如下形式变化：
a具有小抖动且无分组丢失的时段。
b具有增加的抖动但是无分组丢失的短时段。
c具有大抖动以及分组丢失的时段。
d具有降低的抖动但是无分组丢失的短时段。
e具有小抖动且无分组丢失的时段。
该过程从a开始自行重复(更多或更少周期性地)。
可以预期主要是遇到单个分组丢失，因为调度器将可能仅在每个MAC-hs块中传送一个RLC类型分组数据单元(PDU)(＝一个分组＝一个语音帧)。
2.高系统负载但信道状况良好。
在此情况中，可以预期由于调度器将可能将若干RLC PDU(＝多个分组＝多个语音帧)封装到每个MAC-hs传输块中，所以分组丢失将要突发。丢失将要突发的原因是因为相对稀疏地调度每个用户(远比帧区间小)，这意味着当用户被调度时队列中将有若干个传输块。
对于第一个情况(1)，最佳调适措施是减小分组的大小，例如编码的位速率，因为这提供更多的空间用于MAC-hs传输块的信道编码。但是，不期望采用帧聚合，因为主要问题是传输块的大小。错误复原措施是有用的，即便这会将传输块的大小保持不变。过渡时段，尤其是b可以足够长以便能够在检测到时段c中的问题之前触发调适。但是这可能取决于UE的速度。
对于第二情况(2)，位速率降低非常有效。帧聚合可能不会提供任何显著的改善。在将冗余度与偏移组合时，冗余度通常将提高质量。
将IP层上的措施与来自较低层的附加知识以及先前的统计组合成统一UE数据库将使UE能够请求用于当前信道行为的适合调适措施。
具有确认模式的RAB
当RAB使用确认模式时，无论抖动的量为多少，将几乎完全没有分组丢失。在此情况中，复原措施是不适用的。最佳调适措施是减小PDU的大小，因为这样会有更多的空间用于MAC-hs传输块的信道编码。
如果使用确认模式(RLC-AM)，则在发生RLC层重传时，将会有约为100-200ms的延迟尖峰。在此情况中，错误复原适应性措施将可能不成功，因为不能理所当然地认为抖动的增加指示将要发生的链路分组丢失。另一方面，降低位速率通常将改善此情况，因为所需的传输功率量将减少，并且可以将更多的工作用于较低层信道编码上。
与测量的分组丢失率组合的、对延迟尖峰的检测可以用作RLCAM无线电承载的分类器，然后将其存储在UE链路特征数据库中。
这也是在QoS属性(包括无线电承载类型)的知识将提供附加控制到调适控制时的示例。
在本发明的另一个方面中，还基于有关使用哪个类型的调度器的信息将抖动分布分类以提高性能是可能的。
对于许多无线接入类型(例如HSPA)，下行链路中的调度器是专有的，UE可能需要调整以适应当前系统中的调度器提供的特征。应该注意，这些特征可能类似于特定信道劣化时所见到的特征，因此在不同的调度器实现之间，信道的正常状态常常不是静态的。通过监视抖动特征和分组丢失并估计不同调度器的两个度量之间的相关性，可以组合还包含可映射正常信道状况的不同调度器行为的数据库。因此，可以随时间改变以及在使用不同的调度器的不同小区之间改变将触发调适措施的标准。
例如，在循环调度器的情况中，每隔N ms调度每个用户。数字N取决于有多少个用户处于活动状态。对于低负载，N小于帧长度，这样调度器将主要传送单个分组。当负载增加时，N也增加，调度器开始在每个MAC-hs块中封装两个、三个或更多RLC PDU。这降低了单个分组丢失的数量，而增加了两个、三个等分组的丢失。在此情况中，适合的示范适应性措施是降低编码的位速率。应该优选地将任何错误复原措施与足够大以覆盖丢失突发长度的偏移组合使之更有效。
在本发明的示范实施例中，有关调度行为的知识将存储在UE数据库中并用于触发适合的适应性动作。
在本发明的又一个方面中，评估媒体层适应性动作的结果和/或成本并用于更新数据库中的信息。
通常，响应该评估在数据库中更新有关一个或多个预定义类型的抖动分布的信息和/或有关媒体层调适的动作的信息。该评估可以结合分组丢失来考虑媒体分组流的质量中的变化，可能地与会话质量中的变化进行组合来考虑。例如，为了避免高时延(会话延迟)，低到中级别的分组丢失是可以接受的。
例如，可以使用特定抖动行为的先前测量的动作来调整调适的阈值。如果采取适应性措施，则执行质量评估(以及可选地还评估调适的成本)，以估计适应性动作是否已改善了信道特征，并将结果与相应的适应性动作记录在不同接入配置和/或调度器行为的数据库中。可以例如结合调适所占用的资源量来估计调适的成本。因此，该机制的性能可以随着时间推移而提高。应该理解，对于包括语音和视频的使用分组交换传输的任何媒体，均可以使用这个相同的原理。
一般来说，当性能好(正常信道状况)时，避免调适。随着工作状况恶化，调适变得越来越活跃，但是仅针对从调适中获益的UE。通过使用UE的内部信道特征数据库进一步增强这一点。此外，仅使用提供改善的调适措施是有利的。当通过多种不同方式(位速率降低、分组速率降低和/或复原措施)来执行调适是可能的时，跳过不产生任何改善的那些方式是有益的，这提供更快速地、到正确和有用的方式的调适。
图8是根据本发明的示范实施例用于估计抖动与分组丢失之间的关系以及用于更新数据库的可选示意流程图。该过程通常开始于基于缺省设置或使用信道特征和成功调适措施的UE数据库来配置调适的初始阈值和多种接入配置的抖动与分组丢失之间的关系，(S11)。测量抖动和分组丢失统计(可能与其他质量参数组合)(S12)，为多个接入配置的每个接入配置和可能还有调度器行为计算抖动与分组丢失之间的关系(S13)。如果认为该关系是有效的(S14，是)，则过程简单地继续进行到监视抖动和分组丢失。如果并非如此(S14，否)，则将使用抖动与分组丢失之间的新关系(S15)，并可以相应地修改调适阈值(S16)。
图9是图示根据本发明的示范实施例的抖动分类、调适触发和数据库处理的整体示意流程图。在本特定示例中，考虑的是使用RTP的无线电通信网络。优选地监视RTP流的抖动幅度(S21)。分析抖动，并考虑无线电接入类型和/或QoS设置来将基于抖动的信道特征分类(S22)。然后搜索数据库以找出匹配的抖动分布(S22/S23)。如果在数据库中能够找到测量的信道(S24，是)，则从数据库中选择匹配的调适动作，并通知发送器。
可选地，在适应性动作之后测量质量改善(分组丢失和/或会话质量)(S26)以便能够适当地更新UE数据库(S27)。如果在数据库中未能找到测量的信道(S24，否)，则通常必须估定是否需要通过某种其他(常规)方式进行调适(S28)。这常常是某种非常粗略且基本的估定，例如基于简单的阈值机制。如果不需要调适(否)，则将分布作为“正常”分布存储在数据库中。如果需要调适(是)，则优选地选择适合的动作，并通知发送器(S29)。然后可以在适应性动作之后测量质量改善(分组丢失和/或会话质量)(S30)以便再次能够适当地更新UE数据库(S27)。
虽然本发明主要着重于无线应用和系统，但是本发明并不局限于此，而是可以应用于其中涉及抖动并且将有关接入类型和/或接入参数设置的信息告知或提供到接收器侧的任何实时通信系统，包括有线系统。
上文描述的实施例仅作为示例来给出，应该理解本发明并不局限于此。包含本文公开和要求权利的基本原理的其他修改、更改和改进均属于本发明范围内。
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Claims (29)

1.一种在用于具有至少一个发送器和接收器的实时通信系统中媒体层调适的方法，所述方法包括如下步骤：
-在所述接收器侧，确定所述发送器与所述接收器之间的媒体分组流中发送的多个分组上测量的抖动分布的特征，其中所述抖动分布特征包含有关所述抖动如何随着时间推移而演变的信息；
-基于所确定的抖动分布特征和表示所述发送器与所述接收器之间的通信所用接入的信息将所述抖动分布分类；
-将分类的抖动分布匹配到用于媒体层调适的适合动作；以及
-启动所述动作以用于调整所述发送器与所述接收器之间的媒体分组流。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述分类步骤包括：
-基于表示所用接入的所述信息执行第一级别的分类；以及
-通过与一组专用于所用接入的不同预定义类型的抖动分布进行比较以执行第二级别细化的抖动分布分类。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述分类步骤包括：使用数据库，对于多个不同接入类别的每个接入类别，所述数据库包含一组不同预定义类型的抖动分布，所述一组不同预定义类型的抖动分布各与有关用于媒体层调适的对应动作的信息存储在一起。
4.如权利要求3所述的方法，其中每个接入类别由无线电接入配置定义，所述无线电接入配置包括无线电接入类型和无线电接入参数设置的至少其中之一。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述分类步骤包括：
-响应有关所用接入的所述信息，在所述数据库中查找一组不同预定义类型的抖动分布；以及
-将所确定的抖动分布特征与接入特定类型的抖动分布的对应特征比较来执行适合的分类。
6.如权利要求5所述的方法，其中对于至少一个接入类别，所述一组不同预定义类型的抖动分布包括如下项的至少其中之一：尖峰抖动特征、突发抖动特征和渐变抖动特征。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述动作是从如下项的至少其中之一选择的：i)与增强的信道编码组合的源编码率的改变，ii)与偏移组合的、提高鲁棒性的错误复原措施，以及iii)帧聚合。
8.如权利要求5所述的方法，还包括如下步骤：评估所述媒体层调适动作的结果，并响应所述评估而更新所述数据库中的信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述更新步骤包括如下步骤：响应所述评估，在所述数据库中更新有关所述不同预定义类型的抖动分布的至少其中之一的信息和/或有关用于媒体层调适的动作的信息。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述评估所述动作的结果的步骤包括：相关于分组丢失评估所述媒体分组流的质量中的变化。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述评估所述动作的结果的步骤包括：与会话质量中的变化一起，相关于分组丢失评估质量中的变化。
12.如权利要求1所述的方法，其中所确定的抖动分布特征表示所述多个分组的至少一个子集上的抖动的时间演变。
13.如权利要求1所述的方法，其中所确定的抖动分布特征由至少一个定义抖动参数值来表示以及不同预定义类型的抖动分布由所述抖动参数值的不同区间来定义。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述启动所述动作的步骤包括如下步骤：所述接收器从所述发送器请求所述动作。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述将抖动分布分类的步骤还基于有关使用哪种类型的调度器的信息。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述实时通信系统是无线系统以及所述接入是无线接入。
17.一种用于支持实时通信系统中的媒体层调适的设备，所述设备包括：
-用于确定发送器与接收器之间的媒体分组流中发送的多个分组上测量的抖动分布的特征的部件，其中所述抖动分布特征包含有关抖动如何随着时间推移而演变的信息；
-用于基于所确定的抖动分布特征和表示所述发送器与所述接收器之间的通信所用接入的信息将所述抖动分布分类的部件；
-用于将分类的抖动分布匹配到用于媒体层调适的适合动作的部件；以及
-用于启动所述动作以便调整所述发送器与所述接收器之间的媒体分组流的部件。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述分类部件包括：
-用于基于表示所用接入的所述信息执行第一级别的分类的部件；以及
-用于通过与专用于所用接入的一组不同预定义类型的抖动分布进行比较以执行第二级别细化的抖动分布分类的部件。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述分类部件与数据库协作，对于多个不同接入类别的每个接入类别，所述数据库包含一组不同预定义类型的抖动分布，所述一组不同预定义类型的抖动分布各与有关用于媒体层调适的对应动作的信息存储在一起。
20.如权利要求19所述的设备，其中每个接入类别由无线电接入配置定义，所述无线电接入配置包括无线电接入类型和无线电接入参数设置的至少其中之一。
21.如权利要求19所述的设备，其中所述分类部件包括：用于响应有关所用接入的所述信息在所述数据库中查找一组不同预定义类型的抖动分布的部件；以及用于将所确定的抖动分布特征与接入特定类型的抖动分布的对应特征比较来执行适合的分类的部件。
22.如权利要求19所述的设备，还包括：用于评估所述媒体层调适动作的结果的部件，以及用于响应所述评估更新所述数据库中的信息的部件。
23.如权利要求22所述的设备，其中所述更新部件包括：用于响应所述评估而在所述数据库中更新有关所述不同预定义类型的抖动分布的至少其中之一的信息和/或有关用于媒体层调适的动作的信息的部件。
24.如权利要求22所述的设备，其中用于评估所述动作的结果的所述部件包括：用于相关于分组丢失评估所述媒体分组流的质量中的变化的部件。
25.如权利要求22所述的设备，其中用于评估所述动作的结果的所述部件包括：用于与会话质量中的变化一起，相关于分组丢失评估质量中的变化的部件。
26.如权利要求17所述的设备，其中用于启动所述动作的所述部件包括用于从所述发送器请求所述动作的部件。
27.如权利要求17所述的设备，其中所述设备在所述接收器中实现。
28.如权利要求17所述的设备，其中所述实时通信系统是无线媒体通信系统以及所述接入是无线接入。
29.如权利要求28所述的设备，其中所述接收器是移动终端。
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