CN104104667A - 提高网络电话voip语音质量的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高网络电话VOIP语音质量的方法及装置。该方法包括：检测到VOIP用户摘机并进行上报；在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。借助于本发明的技术方案，能够降低CPU负载，保证VOIP语音通话质量。

Description

提高网络电话VOIP语音质量的方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种提高网络电话VOIP语音质量的方法及装置。
背景技术
吉比特无源光网络（GPON）技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，服务质量（Qualityof Service，简称为QoS）保证的全业务接入，用户接口丰富等众多优点，被大多数国内外运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。GPON技术融合了宽带接入、网络电话（Voice over IP，简称为VOIP）、交互式网络电视、以及有线电视（Community Antenna Television，简称为CATV）等各种技术。图1是现有技术中GPON系统的结构示意图，如图1所示，一套完整GPON系统由位于局端的光线路终端（OLT）和若干个位于远端的光网络单元（ONU）组成。
随着网络的发展，IP网络已经成为人们日常生活中必不可少的工具，下载业务在实际网络中大规模使用，P2P就是当今比较流行的一种下载技术。P2P是英文peer-to-peer（对等）的简称，又被称为“点对点”，是一种网络新技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。主要功能是在下载的同时，电脑还要继续作主机上传，这种下载方式，人越多速度越快。
GPON ONU工作在家庭网关场景下时，用户使用笔记本电脑，手机，PAD等无线终端上网，很多无线用户喜欢采用基于P2P技术的下载软件下载电影或在线收看视频等业务，无线带宽得到越来越充分的使用。
大部分家庭网关产品无线数据报文全部经由家庭网关CPU处理，家庭网关CPU要负责处理无线数据报文和以太网数据报文的转换。图2是现有技术中家庭网关CPU进行协议转换的示意图，如图2所示，在无线上行业务中，家庭网关需要将接收到的802.11协议的无线报文首先要转换成802.3协议的以太网数据报文；无线下行相反，家庭网关需要将802.3协议的以太网数据报文转换成802.11协议的无线报文，该双向转换操作占用大量CPU资源，造成CPU高负载。而家庭网关厂商考虑到降成本等因素，CPU处理能力一般都不会太强，在无线下载速度越来越高的情况下，给CPU会带来巨大负担，进而导致家庭网关的其他业务得不到充分资源，如造成高优先的VOIP业务语音质量延时过大，通话断断续续，甚至单板重启等问题。即便CPU处理能力很强，在无线吞吐量达到极限的时候，CPU也会处于高负载状态，此时再运行其他业务肯定无法得到保障。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的提高网络电话VOIP语音质量的方法及装置。
本发明提供一种提高网络电话VOIP语音质量的方法，包括：检测到VOIP用户摘机并进行上报；在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。
优选地，上述方法进一步包括：在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。
优选地，上述方法进一步包括：在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
优选地，上述方法进一步包括：检测到VOIP用户挂机并上报；判断是否对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行了控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
优选地，上述降低无线报文的收发速率具体包括：降低无线报文的处理个数、降低无线带宽、或者降低无线关联速率。
优选地，上述检测到VOIP用户摘机并进行上报具体包括：在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过标志位将检测到VOIP用户摘机的消息进行上报。
优选地，上述检测到VOIP用户挂机并上报具体包括：在检测到VOIP用户挂机后，将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过标志位将检测到VOIP用户挂机的消息进行上报。
优选地，上述家庭网关为光网络单元ONU。
本发明还提供了一种提高网络电话VOIP语音质量的装置，包括：VOIP模块，用于检测VOIP用户摘机并进行上报；资源管理模块，用于在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。
优选地，上述资源管理模块进一步用于：在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。
优选地，上述资源管理模块进一步用于：在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
优选地，上述VOIP模块进一步用于：检测到VOIP用户挂机并上报；资源管理模块进一步用于：判断是否对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行了控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
优选地，上述资源管理模块具体用于：通过降低无线报文的处理个数、降低无线带宽、或者降低无线关联速率的方式降低无线报文的收发速率。
优选地，上述VOIP模块具体用于：在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过标志位将检测到VOIP用户摘机的消息上报给资源管理模块。
优选地，上述VOIP模块具体用于：在检测到VOIP用户挂机后，将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过标志位将检测到VOIP用户挂机的消息上报给资源管理模块。
优选地，上述所述家庭网关为光网络单元ONU。
本发明有益效果如下：
借助于本发明实施例的技术方案，当无线数据速率过高导致CPU高负载时，VOIP用户摘机，通过对无线上下行数据流量控制，从而降低CPU负载，保证VOIP语音通话质量。本发明实施例的技术方案在资源有限的情况下，能够很有效地提高VOIP语音质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是现有技术中GPON系统的结构示意图；
图2是现有技术中家庭网关CPU进行协议转换的示意图；
图3是本发明实施例的提高VOIP语音质量的装置的结构示意图；
图4是本发明实施例的提高VOIP语音质量的装置的优选结构示意图；
图5是本发明实施例的提高VOIP语音质量的方法的流程图；
图6是本发明实施例的VOIP用户摘机后判断是否需要进行无线流量控制的流程图；
图7是本发明实施例的VOIP用户挂机后判断是否需要取消无线流量控制的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决上述无线业务对VOIP业务带来的影响，考虑到一般情况下家庭网关的CPU高负载都是由于无线收发速率过高导致，故本发明实施例提供一种在CPU高负载的情况下减轻CPU负载保证VOIP质量的方法和装置。通过将语音模块增加处理标志位，让ONU及时了解VOIP模块是否在通话，并提供一种资源管理模块，以解决在无线收发速率高导致CPU负载大的情况下，VOIP语音丢包，延时较大等质量问题。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种提高VOIP语音质量的装置，图3是本发明实施例的提高VOIP语音质量的装置的结构示意图，如图3所示，根据本发明实施例的提高VOIP语音质量的装置包括：VOIP模块30、以及资源管理模块32，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。
VOIP模块30，用于检测VOIP用户摘机并进行上报；
VOIP模块30进一步用于：检测到VOIP用户挂机并上报；
VOIP模块30具体用于：在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过标志位将检测到VOIP用户摘机的消息上报给资源管理模块32。在检测到VOIP用户挂机后，将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过标志位将检测到VOIP用户挂机的消息上报给资源管理模块32。
资源管理模块32，用于在家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。资源管理模块32具体用于：通过降低无线报文的处理个数、降低无线带宽、或者降低无线关联速率的方式降低无线报文的收发速率。
资源管理模块32进一步用于：在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
资源管理模块32进一步用于：判断是否对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行了控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
在本发明实施例中，提高网络电话VOIP语音质量的装置可以设置于光网络单元ONU中。
也就是说，本发明实施例的装置可以用于吉比特无源光网络GPON系统中的ONU，也可以用在与ONU类似的其他家庭网关系统中。在本发明下面的实施例中，仅以GPON系统对本发明实施例的技术方案进行详细说明，本发明实施例的技术方案在其他家庭网关系统中的操作与在GPON系统ONU中的操作类似，在此不再赘述。
以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
当无线业务下载占用过高的CPU资源时，此时ONU的其他业务无法得到足够的CPU资源来处理业务。ONU（上述VOIP模块）检测到VOIP用户摘机后，将语音模块的新增标志位置1，并上报给资源管理模块。对于无线上行数据流，资源管理模块根据无线模块是否占用过多CPU资源，来判断是否需要对无线收发数据流进行控制，如需要则控制无线模块数据流量，从而降低CPU的使用率；对于无线下行数据流，由于无线数据流要先经过CPU处理，然后再送往无线模块，所以在调控无线模块收发速率的同时，必须要限制无线报文进入CPU处理器的速率，这样才能够有效的降低CPU的使用率，保证VOIP业务可以有足够的资源得以支撑运行。ONU检测到VOIP用户挂机后，将语音模块的新增标志位置0，并上报给资源管理模块，资源管理模块判断无线模块是否有数据流量控制以及无线下行数据流CPU入口是否有限速，如果有，则全部取消，恢复ONU最大支持的无线收发能力。如果资源管理模块查询到无线模块并没有占用过高的CPU资源，则ONU检测到摘机后不对无线数据流进行控制。
在本发明实施例中，上述资源管理模块具体包括以下四个功能：
1、资源管理模块读取无线模块的CPU占有率。可以通过在无线的收发包入口统计无线模块占用CPU的时间，计算出无线模块的CPU占有率；无线模块占用CPU时间长，CPU占用率就高；
2、根据无线模块的CPU占有率，资源管理模块判断是否通知无线模块进行收发流量限制；
3、根据无线模块的CPU占有率，资源管理模块判断是否对无线下行数据流的CPU入口处进行限速；
4、定时器功能，定时查询无线模块的CPU占有率。
在本发明实施例中，无线模块流量限制有2种方式：
1、在无线模块上限制无线收发数据流，有两种选择方式：限制带宽，限制报文个数；
2、降低无线关联速率。
图4是本发明实施例的提高VOIP语音质量的装置的优选结构示意图，如图4所示，VOIP模块和CPU模块（上述家庭网关CPU、图中所示的网络协议栈）之间正常通信，确保VOIP语音业务正常；VOIP模块将新增的摘机标志位通知给资源管理模块，以便资源管理模块及时了解到VOIP用户的操作；资源管理模块从CPU模块读取无线模块的CPU占有率；资源管理模块通知无线模块进行流量控制；无线模块的所有数据报文经过CPU模块处理。
综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，当无线数据速率过高导致CPU高负载时，VOIP用户摘机，通过对无线上下行数据流量控制，从而降低CPU负载，保证VOIP语音通话质量。本发明实施例的技术方案在资源有限的情况下，能够很有效地提高VOIP语音质量。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种提高VOIP语音质量的方法，图5是本发明实施例的提高VOIP语音质量的方法的流程图，如图5所示，根据本发明实施例的提高VOIP语音质量的方法包括如下处理：
步骤501，检测到VOIP用户摘机并进行上报；
在步骤501中，在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过标志位将检测到VOIP用户摘机的消息进行上报。
步骤502，在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。其中，降低无线报文的收发速率具体包括：降低无线报文的处理个数、降低无线带宽、或者降低无线关联速率。
在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。
优选地，在本发明实施例中，在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
在检测到VOIP用户挂机并上报后，判断是否对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行了控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
其中，在检测到VOIP用户挂机后，可以将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过标志位将检测到VOIP用户挂机的消息进行上报。
需要说明的是，本发明实施例的方法可以用于吉比特无源光网络GPON系统中的ONU，也可以用在与ONU类似的其他家庭网关系统中。在本发明下面的实施例中，仅以GPON系统对本发明实施例的技术方案进行详细说明，本发明实施例的技术方案在其他家庭网关系统中的操作与在GPON系统ONU中的操作类似，在此不再赘述。
以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细的说明。
图6是本发明实施例的VOIP用户摘机后判断是否需要进行无线流量控制的流程图，如图6所示，包括如下处理：
步骤S601，VOIP用户摘机；
步骤S602，VOIP模块新增一个标志位设为1，并通知资源管理模块；
步骤S603，资源管理模块查询无线模块的CPU占有率，判断CPU当前负载是否超过安全阀值，能否有足够的剩余资源去进行VOIP呼叫业务，如果无线模块的CPU占有率低于安全阀值，执行步骤605，否者，执行步骤S604，其中，关于安全阀值需要根据家庭网关具体资源情况通过测试手段来测算；
步骤S604，无线模块的CPU占有率高于安全阀值，资源管理模块配置无线下行CPU入口限速并通知无线模块进行流量控制，单次控制可以采用百分比进行迭代，如：每次降低20%，控制完成后执行步骤S603，资源管理模块再次读取无线模块的CPU占有率，判断流量控制后的无线模块CPU占有率是否还是过高，如果还是过高则会再次进行流量控制。经过快速的单次或多次对无线流量进行控制后，无线模块CPU占有率降低到安全阀值以下，CPU可以有足够的资源来保证VOIP业务，进入步骤S605；
步骤S605，VOIP模块正常工作，为了定时对无线模块的CPU占有率进行查询，确保在VOIP用户摘机后全程监管无线模块的CPU占有率，资源管理模块启动查询定时器；
步骤S606，资源管理模块查询定时器超时，进入步骤S603，对无线模块CPU占有率进行查询，如果高于安全阀值则进行无线流量控制，直到低于安全阀值进入步骤S605，并重置查询定时器；如果低于安全阀值则直接进入步骤S605，并重置查询定时器。总之在VOIP用户摘机后，所有上述的步骤形成一个循环闭合的流程，确保整个VOIP业务流程免受无线业务的干扰。
图7是本发明实施例的VOIP用户挂机后判断是否需要取消无线流量控制的流程图，如图7所示，包括如下处理：
步骤S701，VOIP用户挂机；
步骤S702，VOIP模块将新增标志位设为0，并通知资源管理模块；
步骤S703，资源管理模块关闭查询定时器；
步骤S704，资源管理模块判断无线下行CPU入口是否限速及无线模块是否对无线流量进行限制，如果判断为是，执行步骤S705，否则，流程结束，不对无线业务作任何处理；
步骤S705，无线下行CPU入口有限速，无线模块对无线流量有控制，则资源管理模块配置取消无线下行CPU入口限速并通知无线模块取消无线流量控制；
步骤S706，取消所有无线流量控制后，流程结束，无线业务可以恢复ONU支持的最大能力。
综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，当无线数据速率过高导致CPU高负载时，VOIP用户摘机，通过对无线上下行数据流量控制，从而降低CPU负载，保证VOIP语音通话质量。本发明实施例的技术方案在资源有限的情况下，能够很有效地提高VOIP语音质量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种提高网络电话VOIP语音质量的方法，其特征在于，包括：
检测到VOIP用户摘机并进行上报；
在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
检测到VOIP用户挂机并上报；
判断是否已对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降低无线报文的收发速率具体包括：降低无线报文的处理个数、降低无线报文的带宽、或者降低无线关联速率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到VOIP用户摘机并进行上报具体包括：
在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过所述标志位将检测到VOIP用户摘机的消息进行上报。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，检测到VOIP用户挂机并上报具体包括：
在检测到VOIP用户挂机后，将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过所述标志位将检测到VOIP用户挂机的消息进行上报。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述家庭网关为光网络单元ONU。
9.一种提高网络电话VOIP语音质量的装置，其特征在于，包括：
VOIP模块，用于检测VOIP用户摘机并进行上报；
资源管理模块，用于在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率大于或等于预定阈值时，降低无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述资源管理模块进一步用于：
在确定家庭网关用于收发无线报文时的CPU占有率小于预定阈值时，不对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制。
11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述资源管理模块进一步用于：
在未检测到VOIP用户挂机之前，定时对无线收发报文的家庭网关CPU占有率进行查询。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述VOIP模块进一步用于：检测到VOIP用户挂机并上报；
所述资源管理模块进一步用于：判断是否已对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行控制，如果判断为是，则取消对无线报文的收发速率、以及无线报文进入家庭网关CPU的速率进行的控制。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述资源管理模块具体用于：通过降低无线报文的处理个数、降低无线带宽、或者降低无线关联速率的方式降低无线报文的收发速率。
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述VOIP模块具体用于：在检测到VOIP用户摘机后，将新增的标志位设置为VOIP用户摘机，并通过所述标志位将检测到VOIP用户摘机的消息上报给所述资源管理模块。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述VOIP模块具体用于：在检测到VOIP用户挂机后，将新增的标志位设置为VOIP用户挂机，并通过所述标志位将检测到VOIP用户挂机的消息上报给所述资源管理模块。
16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述家庭网关为光网络单元ONU。
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