CN102281253A - 一种ip接口amr语音编码速率调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IP接口AMR语音编码速率调整方法及装置，本发明的方法包括：IP网络质量测量单元通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；空口质量测量单元通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum；AMR语音编码速率调整单元根据所述空口质量参数Qum和IP网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。由于本发明根据IP网络传输质量调整AMR编码速率，从而克服了现有技术中的IP链路传输控制和AMR语音速率调整独立的缺点，解决现有技术中存在的IP链路语音传输质量无法控制的问题。

Description

一种IP接口AMR语音编码速率调整方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种IP接口AMR语音编码速率调整方法及装置。
背景技术
GSM系统在网络侧接口的演进中，逐渐采用了IP(Internet protocol互联网协议)化Abis接口。在GSM系统在采用IP接口，尤其是IP化Abis接口时，由于IP接口对于带宽、抖动、丢包等敏感的特性，语音传输的质量产生一定的影响，导致语音质量变差。
本文说明的方法，结合IP传输质量测量和AMR(Adaptive Multi-Rate自适应多速率)语音编码技术，根据IP传输质量调整AMR语音编码速率，优化IP接口传输速率达到提高GSM系统整体语音质量的目的。
目前GSM系统采用的AMR语音编码方法都是根据空口(Um)质量进行语音编码速率的调整，保证空口传输的语音质量，对网络侧传输没有进行优化。在IP接口的网络侧虽然采用了防抖动、重传等方法保证语音传输性能，但是没有在信源编码方面采取措施。
专利文件CN200580040685.1提出了对使用AMR净荷格式的基于IP的系统提高音频质量的系统和方法，根据RTP发送缓冲区拥塞情况与阈值比较，超过阈值则降低AMR语音编码速率，如果速率最低则采用Nodata帧替代语音帧。仅仅采用了发送缓冲区的拥塞状态，没有对IP网络的其他参数如丢包和延迟测量的机制，不能随着网络实际环境变化对AMR速率进行调整。
专利文件CN200710073277提出了一种自适应多速率分组语音编码模式调整方法及基站控制器，根据基站控制器与基站的接口负载和负载的预设门限调整AMR速率，但没有根据测量的IP接口质量进行调整AMR速率。在多个Abis接入IP网络时，由于采用了相同的IP接口负载阈值，有些站达到阈值而其他站负载很小，不能够在基站间动态的分享整个IP网络资源，无法充分利用网络资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种IP接口AMR语音编码速率调整方法，利用IP接口网络质量调整AMR语音编码速率，由此提高IP网络传输质量。
本发明的另一目的是提供一种IP接口AMR语音编码速率调整装置，利用IP接口网络质量调整AMR语音编码速率，由此提高IP网络传输质量。
根据本发明一个方面，提供了一种IP接口AMR语音编码速率调整方法，包括以下步骤：
IP网络质量测量单元通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum
AMR语音编码速率调整单元根据所述空口质量参数Qum和IP网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
其中，AMR语音编码速率调整单元配置有与多个不同AMR语音编码速率一一对应的多个空口AMR语音编码速率调整门限，所述AMR语音编码速率调整单元把与空口质量参数Qum对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率确定为AMR初始语音编码速率。
其中，AMR语音编码速率调整单元在确定所述AMR的初始语音编码速率后，根据IP网络传输质量参数Qip调整AMR语音编码速率。
其中，AMR语音编码速率调整单元还配置有IP网络质量低门限和IP网络质量高门限，当IP网络传输质量参数Qip大于或等于IP网络质量低门限时，所述AMR语音编码速率调整单元下调AMR语音编码速率；或者，当IP网络传输质量参数Qip小于IP网络质量高门限时，所述AMR语音编码速率调整单元上调AMR语音编码速率。
其中，所述IP网络传输质量参数、IP网络质量低门限和IP网络质量高门限均包括丢包参数和延迟参数。
其中，当IP网络传输质量参数中的丢包参数和延迟参数之一大于或等于IP网络质量低门限的相应参数时，所述AMR语音编码速率调整单元确定下调AMR语音编码速率；当IP网络传输质量参数的丢包参数和延迟参数小于IP网络质量高门限的相应参数时，所述AMR语音编码速率调整单元确定上调AMR语音编码速率。
其中，AMR语音编码速率调整单元在确定上调AMR语音编码速率之后，判断当前AMR语音编码速率是否低于与当前空口质量参数Qum相对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率，若是，则上调AMR语音编码速率；若否，则不上调AMR语音编码速率。
根据本发明另一个方面，提供了一种IP接口AMR语音编码速率调整装置，包括：
IP网络质量测量单元，通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元，通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum
AMR语音编码速率调整单元，根据所述空口质量参数Qum和网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
本发明的装置还包括连接IP网络的网络接；与移动网进行通信的空口。
其中，AMR语音编码速率调整单元配置有与多个不同AMR语音编码速率一一对应的多个空口AMR语音编码速率调整门限，所述AMR语音编码速率调整单元把与空口质量参数Qum相对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率确定为AMR初始语音编码速率。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：根据IP网络传输质量调整AMR语音编码速率，克服了现有技术中的IP链路传输控制和AMR语音编码速率调整独立的缺点，解决现有技术中存在的IP链路语音传输质量无法控制的问题。
附图说明
图1是显示本发明的IP接口AMR语音编码速率调整装置的示意图；
图2是显示本发明的IP接口AMR语音编码速率调整方法的示意图；
图3是本发明的IP接口AMR语音编码速率调整方法的一个具体实例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1显示了本发明的IP接口AMR语音编码速率调整装置1，如图1所示，本发明的IP接口AMR语音编码速率调整装置1包括：
IP网络质量测量单元12，用于通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元14，通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum；
AMR语音编码速率调整单元13，根据所述空口质量参数Qum和IP网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
如图1所示，本发明的IP接口AMR语音编码速率调整装置1还包括：连接IP网络的网络接口11；与移动网进行通信的空中接口(下文将其称为空口)15。
图1中还显示了连接在网络接口11与空中接口15之间的语音速率适配单元2，该语音速率适配单元2用于在网络接口与空口之间转换数据格式，此外，语音速率适配单元还将AMR语音编码速率调整单元调整后的语音编码速率送至空口，以便空口的语音编解码器按照调整后的语音编码速率进行编解码操作。
图2显示了本发明的IP接口AMR语音编码速率调整方法，如图2所示，IP接口AMR语音编码速率调整的方法包括：
IP网络质量测量单元12通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元14通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum；
AMR语音编码速率调整单元13根据所述空口质量参数Qum和IP网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
AMR语音编码速率调整单元13配置有多个空口AMR语音编码速率调整门限和与多个空口AMR语音编码速率调整门限一一对应的多个不同AMR语音编码速率。多个不同AMR语音编码速率构成了AMR语音编码速率集，AMR语音编码速率调整单元13根据空口质量参数Qum与空口AMR语音编码速率调整门限的对应关系，选用与空口AMR语音编码速率调整门限对应的AMR语音编码速率。
假设配置有四个空口AMR语音编码速率调整门限和一一对应的四个AMR语音编码速率，若当前空口质量参数Qum对应于第一空口AMR语音编码速率调整门限，则AMR语音编码速率调整单元13选用(或调整到)与第一空口AMR语音编码速率调整门限对应的第一AMR语音编码速率。
AMR语音编码速率调整单元把与空口质量参数Qum相对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率确定为AMR初始语音编码速率。本发明的每个空口AMR语音编码速率调整门限均包括上调门限和下调门限，当空口质量参数Qum位于某个调整门限的上调门限和下调门限之间时，则该空口质量参数Qum对应该调整门限。
在上述装置和方法中，AMR语音编码速率调整单元在确定所述AMR的初始语音编码速率后，根据IP网络传输质量参数Qip调整AMR语音编码速率。
AMR语音编码速率调整单元13还配置有IP网络质量低门限和IP网络质量高门限，当IP网络传输质量参数Qip大于或等于IP网络质量低门限时，所述AMR语音编码速率调整单元下调AMR语音编码速率，以及当IP网络传输质量参数Qip小于IP网络质量高门限时，所述AMR语音编码速率调整单元上调AMR语音编码速率。
本发明的IP网络传输质量、IP网络质量低门限和IP网络质量高门限均包括丢包参数和延迟参数。
当IP网络传输质量参数中的丢包参数和延迟参数之一大于或等于IP网络质量低门限的相应参数时，表明IP网络传输质量差，此时AMR语音编码速率调整单元将确定下调AMR语音编码速率，以便适应差的IP网络传输质量。
当IP网络传输质量参数中的丢包参数和延迟参数都小于IP网络质量高门限的相应参数时，表明IP网络传输质量好，此时AMR语音编码速率调整单元将确定上调AMR语音编码速率，以便适应好的IP网络传输质量。
此外，AMR语音编码速率调整单元在确定上调AMR语音编码速率之后，将判断当前AMR语音编码速率是否低于当前空口质量参数Qum所对应的AMR语音编码速率，即是否低于与当前空口质量参数Qum对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率，若是，则上调AMR语音编码速率；若否，则不上调AMR语音编码速率。
下面以IP Abis接口的GSM系统为例，对本发明所述的IP接口的AMR语音语音编码速率调整方法和装置作进一步的详细描述：
1)配置AMR语音编码速率集N[4]＝12.2、N[3]＝10.2、N[2]＝7.95、N[1]＝7.4，即AMR语音编码速率集包括从高到低的4个AMR语音编码速率N[4]至N[1]，并且配置与每个语音编码速率一一对应的空口AMR语音编码速率调整门限Tum[4]＝{11，}、Tum[3]＝{10，13}、Tum[2]＝{9，12}、Tum[1]＝{8，10}，空口质量门限根据载干比设置单位为dB，每个门限包括下调门限和上调门限，。
配置IP口质量门限，包括延迟和丢包门限，表示为{延迟(单位毫秒)，丢包(丢包率*100)}。低门限Tip1＝{200，5}，高门限Tip2＝{100，1}；如果IP接口参数质量大于或等于Tip1中任一参数，表示需要降低AMR语音编码速率，如果IP接口质量参数小于Tip2中的所有参数，表示可以提高AMR语音编码速率；
2)当空口质量测量单元测量空口质量参数为10＜Qum＜13，确定Qum对应于空口AMR语音编码速率调整门限Tum[3]＝{10，13}，因而AMR语音编码速率调整单元根据Qum设置AMR语音编码速率Num＝N[3]。
3)当IP接口测量单元测量IP接口质量参数为：丢包率Qlost＝5％，包延时Qdelay＝200毫秒(ms)等，确定IP接口质量参数等于低门限，综合得出IP接口质量满足下调AMR语音编码速率条件。
4)AMR语音编码速率调整单元根据Qip和门限，判决是否在Num基础上进行调整。综合得出IP接口质量满足下调AMR语音编码速率条件。下调AMR语音编码速率为Nip＝Num-1；Nip＝N[2]。
图3显示了实现本发明的IP接口AMR语音编码速率调整方法的一个具体流程，该流程包括：
步骤301，开始；步骤302，配置包括多个AMR语音编码速率的AMR语音编码速率集；步骤303，测量空口质量，并根据空口质量决定AMR初始语音编码速率；步骤304，测量IP网络传输质量，即测量IP接口质量；步骤305，根据IP接口质量，判断是否下调AMR语音编码速率；步骤306，若步骤305判断需要下调AMR语音编码速率，则判断当前AMR语音编码速率是否小于AMR语音编码速率集最低语音编码速率，若是，转到步骤307，不作调整，若否，则转到步骤308，下调AMR语音编码速率；若步骤305判断不需要下调AMR语音编码速率，则转到步骤309，判断是否上调AMR语音编码速率，若是，则转到步骤310，若否，则转到步骤303；在步骤310中，判断当前语音编码速率是否低于与当前空口质量对应的AMR语音编码速率，若是，则在步骤311中上调语音编码速率，若否，则转入不调整语音编码速率的步骤312；在执行上调语音编码速率、下调语音编码速率或不调整语音编码速率的步骤之后，进入结束的步骤313。
综上所述，由于本发明的AMR语音编码速率考虑的IP网络传输质量，因此优化了GSM网络采用IP链路时的语音数据传输可靠性，提高了网络整体语音质量的效果。
此外，本发明在网络传输质量高时，在空口质量允许的范围内提高语音编解码语音编码速率，提高语音编解码质量。在网络质量差时，降低语音编解码语音编码速率，降低网络负荷，提高传输可靠性，最终提高语音质量。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种IP接口AMR语音编码速率调整方法，其特征在于包括以下步骤：
IP网络质量测量单元通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum；
AMR语音编码速率调整单元根据所述空口质量参数Qum和IP网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AMR语音编码速率调整单元配置与多个不同AMR语音编码速率一一对应的多个空口AMR语音编码速率调整门限，所述AMR语音编码速率调整单元把与空口质量参数Qum对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率确定为AMR初始语音编码速率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述AMR语音编码速率调整单元在确定所述AMR的初始语音编码速率后，根据IP网络传输质量参数Qip调整AMR语音编码速率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述AMR语音编码速率调整单元还配置IP网络质量低门限和IP网络质量高门限，当IP网络传输质量参数Qip大于或等于IP网络质量低门限时，所述AMR语音编码速率调整单元下调AMR语音编码速率；或者，当IP网络传输质量参数Qip小于IP网络质量高门限时，所述AMR语音编码速率调整单元上调AMR语音编码速率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IP网络传输质量参数、IP网络质量低门限和IP网络质量高门限均包括丢包参数和延迟参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当IP网络传输质量参数中的丢包参数和延迟参数之一大于或等于IP网络质量低门限的相应参数时，所述AMR语音编码速率调整单元确定下调AMR语音编码速率；当IP网络传输质量参数的丢包参数和延迟参数小于IP网络质量高门限的相应参数时，所述AMR语音编码速率调整单元确定上调AMR语音编码速率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述AMR语音编码速率调整单元在确定上调AMR语音编码速率之后，判断当前AMR语音编码速率是否低于与当前空口质量参数Qum相对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率，若是，则上调AMR语音编码速率；若否，则不上调AMR语音编码速率。
8.一种IP接口AMR语音编码速率调整装置，其特征在于包括：
IP网络质量测量单元，通过测量IP网络传输质量，得到IP网络传输质量参数Qip；
空口质量测量单元，通过测量空口上下行传输质量，获得空口质量参数Qum；
AMR语音编码速率调整单元，根据所述空口质量参数Qum和网络传输质量参数Qip，对AMR语音编码速率进行调整。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括连接IP网络的网络接口；与移动网进行通信的空口。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述AMR语音编码速率调整单元配置与多个不同AMR语音编码速率一一对应的多个空口AMR语音编码速率调整门限，所述AMR语音编码速率调整单元把与空口质量参数Qum相对应的空口AMR语音编码速率调整门限所对应的AMR语音编码速率确定为AMR初始语音编码速率。
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