CN102783072A - 改善采用可变速率声码器的用户设备的基于ip性能语音的方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，消息从无线网络（10）发送（S310）到具有可变速率声码器（22）的用户设备（20）。消息定义了传送块大小，如果用户设备被准许改变上行链路传输的分组大小，传送块大小供用户设备在进行上行链路传输时选择。调度授权被发送（S320）到用户设备，并且调度授权包括指示符，所述指示符指示用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小的方式改变上行链路传输的分组大小。

Description

改善采用可变速率声码器的用户设备的基于IP性能语音的方法

背景技术

由于3GPP将UMTS演进为3GPP长期演进（LTE）中的纯分组交换技术，语音流量的传送方式将是基于IP的语音(VoIP)。3GPP LTE中的当前基于IP的语音(VoIP)支持被调整到已经在GSM和UMTS中使用的多速率(AMR)声码器。对于正在往LTE迁移的CDMA运营商来说，假设可变速率编码器(EVRC)当前正在他们的CDMA网络中使用并且他们希望避免他们迁往LTE时如果必须将EVRC转码为AMR而发生的延迟和质量下降，改进的可变速率编码器是声码器的选择（换句话说，对于任何时间,他们网络上的被称为EV-DO用户或者1x用户的LTE用户，LTE网络上的AMR编解码器和1x和EV-DO网络上的EVRC编解码器之间的代码转换是不得不发生的）。

与AMR声码器不同，EVRC声码器在谈话迸发期间产生可变大小的分组，改进的EVRC-B声码器实际上允许更频繁地使用更小分组的不同模式，以便在平衡语音中的质量时改善CDMA网络上的性能。

遗憾的是，当前的LTE上行链路对VoIP的支持只允许UE发送单个分组大小，这必须足够大以便容纳最大的VoIP分组大小。这对于AMR声码器是非常好的，AMR声码器在谈话迸发期间只输出一个分组大小（例如，AMR 12.2kbps的244比特）,然而对于EVRC声码器就完全无效了，EVRC声码器在谈话迸发期间输出多个分组大小（大如171比特，小如40比特）。这导致了使用当前3GPP LTE标准的显著地填充开销，这转而导致了比必需的UE传输功率更高的、对其他小区产生额外干扰的功率，并且最终降低了整个系统性能。

发明内容

本发明涉及对于使用可变速率声码器的用户改善基于网际协议(VoIP)性能的语音。

在一个实施例中，消息从无线网络发送到具有可变速率声码器的用户设备。消息定义了传送块大小，如果用户设备被准许改变上行链路传输的分组大小，所述传送块大小供所述用户设备在进行上行链路传输时选择。包括指示符的调度授权被发送到用户设备，所述来指示符指示用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小的方式改变上行链路传输的分组大小。

在一个实施例中，消息是无线资源控制消息。消息可以指示例如四个不同的传送块大小，如256比特、136比特、104比特和72比特。然而，消息可以指示比四个更多或更少的传送块大小。

在一个实施例中，指示符指示用户设备被准许选择定义的最小传送块大小，最小传送块大小允许在用户设备的缓冲器中传递数据。调度授权中的指示符可以是未使用调制和编码机制等级。

在另一个实施例中，该方法还包括设置功率控制规则以允许用户设备基于上行链路传输的分组大小改变发射功率。

另一个实施例包括基于定义的传输分组大小对从用户设备接收的传输执行盲解码。

在另一个实施例中，具有可变速率声码器的用户设备接收消息，该消息定义了传送块大小，如果用户设备被准改变上行链路传输的分组大小，所述传送块大小供用户设备在进行上行链路传输时选择。用户设备可以进一步接收包括指示符的调度授权，指示符指示用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小的方式改变上行链路传输的分组大小。如果指示符指示用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小的方式改变上行链路传送的分组大小，则用户设备从定义的传送块大小中选择传送块大小，并基于选择的传送块大小传送分组。

在一个实施例中，用户设备选择定义的最小传送块大小，最小传送块大小允许在用户设备的缓冲器中传递数据。

附图说明

根据下文中提供的具体描述以及说明书附图，会对本发明的示例性实施例有更充分的理解，在附图中，类似的单元用类似的附图标记来表示，附图仅仅以示意的方式给出，因此并不能限制本发明。其中：

图1是示出无线网络一部分的示意图。

图2示出依据语音，由EVRC-B声码器对全速率、半速率、四分之一速率和八分之一速率的选择。

图3示出根据示例性实施例由网络调度和处理可变大小上行链路传输的方法的流程图。

图4示出根据示例性实施例在用户设备上执行调度的上行链路传输的方法的流程图。

具体实施方式

现在，参照附图更充分地描述本发明的各种实施例，附图中示出了本发明的一些示例性实施例。在附图中，出于清晰的目的，层和区域的厚度被夸大。

此处描述本发明的详细示例性实施例。但是，这里描述的特点结构和功能细节仅仅用于描述本发明的示例性实施例的目的。然而，本发明也可以体现在许多可选形式中，而不应该作为仅限于这里阐述的实施例而构建。

因此，尽管本发明的示例性实施例能够进行各种形式的修改和变化，这些实施例通过附图中的例子的方式示出，并将进行详细描述。但是应当理解，这里并没有意图将本发明的示例性实施例限制为这里公开的特定性是，相反，,本发明的示例性实施例将覆盖落入本发明的范围内的所有修改、等价物和可选实施方式。贯穿附图描述，相似的标记指代相似的单元。

应当理解，尽管这里使用了第一、第二等术语来描述不同的单元，这些单元并不限于这些术语。这些术语只用于将一个单元与其他单元区分开来。例如，在不偏离本发明的示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似的，第二单元也可以被称为第一单元。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关的列出项目的任意和所有组合。

应当理解，当称一个单元“连接”或“耦合”到另一单元时，可以是直接地连接或者耦合到另一单元，或者也可以存在中间单元。相反，当称一个单元“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时，则不存在中间单元。用于描述单元之间关系的其他词语应当以类似的方式理解(例如，“之间”相对于“恰好之间”,“相邻”相对于“直接相邻”等等)。

这里使用的术语只是出于描述特定实施例的目的而不是有意地限制为本发明的示例性实施例。单数形式的“一”和“该”也包括复数形式,除非上下文清晰地表明。进一步地，还应理解当术语“包含”和/或“包括”被使用时，指明了所阐述的特性、整数、步骤、操作、单元和/或原件的存在,并不预先包括一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、单元、元件，和/或其组合的出现或者添加。

还应当注意到，在一些可选的实施方式中，提到的功能/动作的发生可能不按照特征中提到的次序。例如，取决于涉及的功能/动作，连续示出的两个特征可能基本上同时执行或者有时可以按照相反地次序执行。

这里所使用的术语“用户设备”，下文中可能还会偶尔提及，与移动台、移动单元、移动站、移动用户、订户、用户、远程站、接入终端、接收器等等具有相同的含义并且可以描述无线通信网络中的无线资源远程用户。术语"基站"可以被认为同义于和/或被称为基站收发站(BTS),节点B,扩展的节点B、毫微微小区、接入点等，并且可以描述在网络和一个或多个用户之间为数据和/或语音连接提供无线基带功能。

图1示出3GPP长期演进(LTE)无线网络的一部分。如图所示，基站10为用户设备(UE)20的无线通信需要提供服务。在图1中，只示出了一个用户设备20一个基站20。但是，应当理解，基站20可以服务于多个用户设备的无线通信需要，并且网络可以包括多个基站。

基站10包括调度器12，器调度用户设备20的上行链路传输(UE至无线网络传输)。用户设备包括可变速率声码器22，例如EVRC或ECRC-B声码器。

基于IP的语音流量在LTE上行链路中由调度器12经由动态调度或者经由半永久调度而得到支持。在动态调度中，调度器12为UE20发射的每一个VoIP分组发布调度授权，该方法就调度授权（调度授权在LTE中是受限的资源）使用而言是无效的，因此引入半永久调度。半永久调度允许基站调度器12向UE20发送一个调度授权,就UE20而言该授权意味着UE被准许每X毫秒利用初始调度授权中指定的格式发射而没有额外的调度授权，这一方面来说，该调度授权成为永久性的。在呼叫建立时，授权的周期X经由更高层信令（例如，无线资源控制（RRC）信令）配置。X的典型值是20ms,这与话音帧从许多声码器(诸如AMR和EVRC/EVRC-B声码器)生成的速率一致。

在AMR的情况下,当用户说话时，声码器将每20ms生成一固定大小的分组。在AMR 12.2kbps声码器的情况下，对于生成的每个话音帧，分组大小是244比特。基站调度器12将在与UE的MAC层期待的分组大小相匹配的动态授权或者初始半永久授权中，分配调制和编码方案(MCS)等级。在PDCP层具有RTP/UDP/IP/PDCP/RLC/MAC开销以及强壮的头部压缩(ROHC)，244比特话音帧将成为312比特MAC服务数据单元(SDU)。基于当前TS 36.213中的传送块大小表,328比特的块大小将是理智的选择以在调度授权中指示。

当EVRC或EVRC-B声码器与例如UE 20一起使用时，在用户说话时，声码器22生成的话音分组有四个不同大小。这四个不同大小被称为全速率帧、半速率帧、四分之一速率帧和八分之一速率帧。声码器22生成的帧大小以及MAC层的开销，还有在典型话音期间使用的时间片段在下面针对EVRC-B模式4的表1中给出。

基站调度器12没法知道EVRC声码器22将要生成哪个分组大小，因为这取决于图2中示出的说话者的实际话音。因此，即使采用动态调度，基站调度器12必须选择调度足够大的以保持最大分组的传送块大小，在该情况下是232比特的MAC SDU大小。在TS 26.213中可用的最靠近的传送块大小是256比特，因此基站调度器12总是要调度256比特的MACPDU大小。当出现更小的MAC SDU分组时，UE20中的MAC层必须填充额外比特以填满256特别授权，这导致了填充开销。这在表2中示出,其中给出了每个帧类型的填充开销以及平均填充开销，平均填充开销是使用在实际说话期间每个帧类型所用的时间片段计算出的。平均开销是148%。

表1:EVRC-B模式4分组大小和利用

表2:基于当前的规格的EVRC-B填充开销

根据本发明的实施例，已经开发了上行链路（例如，LTE上行链路）的调度授权的新类型。新调度授权允许基站调度器12通知UE 20，UE的MAC层被准许从定义的许可的传送块大小列表（例如，MAC PDU大小）自主选择最合适的传送块大小。定义的列表可以在呼叫建立时由较高层信令(例如,RRC信令)传递，并且调度授权中由基站10发出的特殊指示符通知UE 20，UE 20被准许从该定义列表中自主地选择最合适的分组大小。

图3示出了根据本发明的示例性实施例，由网络调度和处理可变大小上行链路传输的流程图。如步骤310示出的，基站10向UE20发送消息以定义传送块大小。如上所述，该消息可以在呼叫建立时传递。例如，较高层配置可以通知UE 20该受限的传送块大小组。更具体地，该信息可以包括在用于半永久调度的当前RRC信令消息中。作为特定的例子，在公知的TS 36.331协议中的SPS-ConfigUL信息单元可以被修改以包括变量:

BlindDecodingTransportBlockSizeSet

INTEGER{TBS1,TBS2,TBS3,TBS4}

其中TBS1,TBS2,TBS3和TBS4是UE可以选择用于上行链路传输的四个传送块大小。例如，参照3GPP TS 36.213中允许的传送块大小，根据一个实施例的一组允许的传送块大小是{256,136,104,72}比特。这些当前使用的大小是3GPP规范中允许的传送块大小。

接下来，在步骤S320中，基站调度器12可以发送调度授权，调度授权指示UE 20可以改变上行链路传输的分组大小。在本申请中，术语分组大小、传送块大小和MAC PDU大小将互换地使用。在一个实施例中，调度授权包括特定的指示符以通知UE，UE被准许从定义的允许数据在UE的缓冲器中传递的集中自主地选择最小分组大小。例如，UL调度授权中的该特定指示可以示意调制和编码方案（MCS）等级30,31或32，所述等级是在3GPP规范中未使用的当前保留的值。

假设指示符不指示UE 20被准许从定义的传送块大小中自主选择传送块大小，UE 20选择传送块大小并且基于选择的传送块大小在上行链路发送（如图4所示）。在这种情况下，MAC PDU(即传送块)填充开销将平均被降低到仅仅8.2%，如表3所示。

表3:基于提议的具有预定义集中的4个传送块大小的方案的EVRC-B填充开销

基站10在步骤S330中接收上行链路传输。之后，基站10执行盲解码，以便确定UE选择的分组大小。换句话说，假设UE基于定义的列表选择分组大小（传送块大小）之一，基站10尝试解码对应于特定调度授权的UE的传输。在该例中，4个盲解码是必要的。给出不同分组的使用频繁程度的情况下，盲解码的次序可以遵循以下次序；例如对于具有EVRC-B模式4的例子:首先尝试解码对应于全速率帧(该例中256比特)的分组大小，接着如果失败，则尝试解码对应于四分之一速率帧的分组大小，如果失败，尝试解码对应于半速率帧的分组大小，接着是八分之一速率帧。这将使得需要的盲解码的平均数最小化，尽管在该例中最大依然是4(这是定义的传送块大小集中的大小)。当然，替代顺序地执行盲解码，解码也可以并行地执行，或者连续和并行的组合。

在另一实施例中，以上方法被简化。从EVRC-B模式4帧使用统计可以明显看出，半速率和八分之一速率帧的使用非常少。大部分时间都使用全速率和四分之一速率。因此，定义的传送块大小集可以限制到2个元素:{256,104}比特。用于该实施例的MAC PDU填充开销在下面的表4中示出，其中平均填充开销只有14.8%。这里的好处是在基站10上只需要最多2个盲解码。同样值得关注的是，替代定义少于四个传送块大小，可以定义多于四个传送块大小。

表4：基于具有预定义集2个传送块大小的提议方案的EVRC-B填充开销

图4示出根据与图3的实施例相关的示例性实施例在用户设备处执行调度的上行链路传输的流程图。如图所示，在步骤S410中，UE 20接收在步骤S310中从基站10发送的消息。下面将要回顾，该消息定义了准许的传送块大小。接下来，在S420中，UE 20从基站10接收调度授权。

在S430中，UE 20确定调度授权是否包括指示UE20是否被准许改变上行链路的分组大小的特定指示符。例如，如果MCS等级30被设置，UE20确定UE 20被准许改变分组大小。如果MCS等级30未设置，则UE 20确定UE 20不被准许改变分组大小。也就是说，在步骤S440中，将发生使用固定最大分组大小的传统上行链路传输。

如果准许改变分组大小，则在步骤S450中，UE 20以任何已知的方式从允许在UE的缓冲器中传递数据的定义集中自主地选择最小分组大小(即，传送块大小)。接着，UE 20基于选择的传送块大小在上行链路上发送。

众所周知，通过将3GPP TS 36.213中描述的功率控制规则中设置Ks=1.25(与Ks=0相对)，LTE标准允许以不同传送块大小（精确的说调制和编码等级）自主调节UE发射功率谱密度。相应的，如果基站10准许UE 20改变传送块大小，基站10将设置功率控制规则Ks=1.25。这可以早于在图3的步骤S320中用特定指示符发送调度授权执行。当UE 20从定义的集中选择较小分组大小时，它还将降低其发射功率谱密度，这样的优势是通过生成较少干扰，提高UE电池寿命以及改善系统性能。当然，如果选择较大分组大小，UE可以增加其发射功率谱密度。

为了确定可用发射功率减少的数量，执行256比特、136比特、104比特和72比特传送块大小的链路等级仿真。该仿真使用真实信道评估和采用激活的功率控制来运行。HARQ传输的最大数量被设置为4，并且1%后-HARQ BLER是作为VoIP流量规范的目标。采用2个物理资源块(PRB)的QPSK调制也被使用。

表5示出，与传统的方法相比，四分之一速率帧大小实现了需要的SINR中几乎3dB的降低，传统方法总是使用256比特MAC PDU大小。需要的SINR中3dB的降低意味着UE能使用小了3dB的功率（将发射功率削减一半）发送这些分组，在采用EVRC-B模式4声码器的活跃话音期间，几乎40%的时间使用四分之一速率帧。

表5:采用提议的方案每个帧大小需要的SINR

以上描述了本发明，很明显可以用很多方式进行改变。这样的改变不应视为偏离本发明，并且所有这样的修改都将包括在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种方法，包括:

向具有可变速率声码器(22)的用户设备(20)发送(S310)消息,该消息定义了传送块大小，如果所述用户设备被准许改变上行链路传输的分组大小，所述传送块大小供所述用户设备进行上行链路传输时选择；以及

向所述用户设备发送(S320)包括指示符的调度授权，所述指示符指示所述用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小来改变上行链路传输的分组大小。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述消息指示四个不同的传送块大小，四个不同的传送块大小是256比特、136比特、104比特和72比特。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述消息指示两个不同的传送块大小，两个不同的传送块大小是256比特和104比特。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述调度授权中的指示符是未使用的调制和编码机制等级。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述指示符指示所述用户设备被准许选择定义的传送块大小中的最小传送块大小，所述最小传送块大小准许在所述用户设备的缓冲器中传递数据。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述指示符指示了所述用户设备被准许从定义的传送块大小中自主地选择传送块大小

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：设置功率控制规则，以准许所述用户设备基于上行链路传输的分组大小改变发射功率。

8.一种方法，包括:

在具有可变速率声码器（22）的用户设备（20）处接收消息，该消息定义了传送块大小，如果所述用户设备被准许改变上行链路传输的分组大小，所述传送块大小供所述用户设备在进行上行链路传输时选择；以及

在所述用户设备处接收（S420）包括指示符的调度授权，所述指示符指示用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小来改变上行链路传输的分组大小；以及

如果所述指示符指示所述用户设备被准许通过从定义的传送块大小中选择传送块大小来改变上行链路传送的分组大小，则从定义的传送块大小中选择(S450)传送块大小；以及

基于选择的传送块大小传送分组在上行链路上发送(S460)分组。

9.如权利要求8所述的方法，其中，如果所述指示符指示了所述用户设备被准许通过从定义的传送块大小中自主地选择传送块大小，则选择步骤从定义的传送块大小中自主地选择传送块大小。

10.如权利要求8所述的方法，进一步包括:

如果功率控制规则准许所述用户设备基于上行链路传输的分组大小改变发射功率，则基于传输分组的分组大小设置功率控制。

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