CN110636543A

CN110636543A - 一种语音数据处理方法及装置

Info

Publication number: CN110636543A
Application number: CN201810653272.XA
Authority: CN
Inventors: 李子帅
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2038-06-22
Also published as: CN110636543B

Abstract

本发明公开了一种语音数据处理方法及装置，基站接收用户设备发送的语音业务的第一数据包，该数据包包括至少两个数据片段，若确定至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且丢失的至少一个数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时，基站丢弃该第一数据包，若确定至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且丢失的至少一个数据片段中仅存在重要等级为第二等级的数据时，基站利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对第一数据包中丢失的数据片段进行补充通过对丢失的数据片段中存在的数据的重要等级进行判断，从而提升空口资源的利用率，提升了语音质量。

Description

一种语音数据处理方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种语音数据处理方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，语音编码技术广泛应用于无线通信移动系统，例如LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统。

在LTE系统中，用户设备(User Equipment，UE)向基站发送语音数据时，通常会将语音数据包分为多个数据片段进行传输。若基站确定某个数据片段丢失，则将会丢弃整个语音数据包，这会造成空口资源的浪费，进而导致语音质量下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种语音数据处理方法及装置，以提高空口资源利用率，并且提升语音质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种语音数据处理方法，包括：

基站接收用户设备发送的语音业务的第一数据包，所述第一数据包包括至少两个数据片段；

若确定所述至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的数据片段存在重要等级为第一等级的数据，则丢弃所述第一数据包；

若确定所述至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的至少一个数据片段中仅存在重要等级为第二等级的数据时，所述基站利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充；

其中，数据的重要等级用于表征该数据对于恢复所述数据所在的数据包的重要程度，所述第一等级高于第二等级。

可选的，所述丢失的数据片段中存在的数据的重要等级通过如下方式确定：

根据配置信息确定所述丢失的数据片段中存在的数据的重要等级；

所述配置信息中包括所述语音业务的数据包中每种重要等级的数据所占的比特数，且不同重要等级的数据按照重要等级由高到低的顺序排列在所述第一数据包中。

可选的，利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充，包括：

确定所述丢失的数据片段在所述第一数据包中的位置；

将所述第二数据包中位于所述位置的数据片段补充在所述第一数据包的所述位置。

第二方面，本发明提供了一种语音数据处理装置，包括：

接收单元，用于接收用户设备发送的语音业务的第一数据包，所述第一数据包包括至少两个数据片段；

处理单元，用于在确定所述接收单元接收到的至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的至少一个数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时，所述基站丢弃所述第一数据包；

可选的，所述处理单元具体用于按如下方式确定所述丢失的数据片段中存在的数据的重要等级：

可选的，所述处理单元具体用于按如下方式利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充：

确定所述丢失的数据片段在所述第一数据包中的位置；

第三方面，本发明提供了一种语音数据处理装置，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行第一方面所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的方法。

本发明提供了一种语音数据处理的方法及装置，基站接收用户设备发送的语音业务的第一数据包，该数据包包括至少两个数据片段，若确定至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段且丢失的数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时丢弃该第一数据包，若确定至少两个数据片段丢失至少一个数据片段且丢失的数据片段中仅存在重要等级为第二等级的数据时，利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对丢失的数据片段进行补充，依据丢失的数据片段中存在的数据的重要等级，对数据包进行处理，其中，数据的重要等级用于表征该数据对于恢复语音包的重要程度，数据对于恢复语音包的重要程度越高，表明数据的重要等级越高，通过对丢失的数据片段的重要等级进行判断，可对不同重要等级的数据分别采用不同的方式进行处理，从而提升空口资源的利用率，提升语音质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种语音数据处理方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种语音数据处理装置的结构框图；

图3为本发明实施例提供的另一种语音数据处理装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例可以适用于2G(第二代移动通信系统)、3G(第三代移动通信系统)或者4G(第四代移动通信系统)演进系统，如LTE系统，或者还可以为5G(第五代移动通信系统)系统，如采用新型无线接入技术(New Radio Access Technology，New RAT)的接入网；CRAN(Cloud Radio Access Network，云无线接入网)等通信系统。

目前，在LTE系统中，UE向基站发送语音数据时，为了满足下层通道带宽能够传输数据的需要，通常会将从上层接收的无线链路层控制协议服务数据单元(Radio LinkControl Service Data Unit，RLC SDU)进行分片或串联封装成RLC PDU发送给基站，基站在接收端再将这些RLC PDU解封装后重新装配成RLC SDU。

传输过程中，若丢失某个RLC SDU片段，则基站将会丢弃整个语音包，这会造成空口资源的浪费，进而导致语音质量的下降。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种语音数据处理方法及装置，基站根据丢失的数据片段中存在的数据的重要等级对数据包进行处理，该数据的重要等级是用于表征该数据恢复数据包的重要程度，利用该重要等级对数据包进行处理，从而减少了空口资源的浪费，提升了语音质量。

为了描述方便，本申请实施例中将丢失的数据片段所在的语音包称为第一语音包，将丢失的数据片段所在的语音包的之前成功接收到的语音包称为第二语音包。

图1所示为本发明实施例提供的一种语音数据处理方法流程图，图1所示方法的执行主体可以为一种语音数据处理装置，参阅图1所示，该方法包括：

S101：UE向基站发送语音业务的第一数据包，该第一数据包包括至少两个数据片段。

可以理解的是，该数据片段的存在形式包括但不限于上述所涉及的RLC片段、传输块(Transport Block，TB)等。

S102：基站接收UE发送的第一数据包。

S103：基站在确定至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段时，判断丢失的数据片段中存在的数据的重要等级。

若丢失的数据片段存在重要等级为第一等级的数据，则执行S104，否则执行S105。

其中，数据的重要等级用于表征该数据对于恢复该数据所在的数据包的重要程度。

S104：若丢失的数据片段存在重要等级为第一等级的数据，则丢弃第一数据包。

其中，该第一等级指丢失的数据片段中存在的数据属于Class A范围内的数据。

S105：若丢失的数据片段仅存在重要等级为第二等级的数据，则利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对第一数据包中丢失的数据片段进行补充。

其中，第一等级高于第二等级。

可以理解的是，第二等级指丢失的数据片段中存在的数据属于Class B或者ClassC范围内的数据。

以下将对上述涉及的步骤S103至S105进行详细说明。

具体的，本申请实施例中利用丢失的数据片段中存在的数据恢复语音包的敏感程度对数据包进行处理。

以下对丢失的数据片段中存在的数据恢复语音包的敏感程度进行具体说明。可以理解的是，恢复语音包的敏感程度与下文所涉及的恢复语音包的重要程度为同一含义。

目前，窄带自适应多速率(Adaptive Multi-Rate，AMR)和宽带自适应多速率(Adaptive Multi-Rate Wideband，AMR-WB)语音编码技术广泛应用于无线移动通信系统，在信道传输数据过程中，可能会出现信道恶化导致的误码，AMR/AMR-WB语音编码技术中通常使用非等重误码保护机制(Unequal Error Protection，UEP)来对抗无线信道恶化产生的误码。

UEP利用不同信源比特对合成语音质量的影响不同，通常将信源比特分别采用不同保护程度的信道编码，按其重要性排序分类对其进行编码保护。按照重要性程度，AMR/AMR-WB语音数据包可包括Class A，Class B和Class C三类数据，其重要性排序如下：ClassA>Class B>Class C。

只有当属于Class A中的比特信息被损坏或丢失时，才会认为该语音包被损坏，否则接收侧是可以正确恢复该语音包信息。

例如，AMR-WB 23.85kbps，Class A包含72比特，Class B包含405比特，Class C包含0比特。只有当属于Class A的72比特信息发生误码时，才认为该语音包被破坏；当属于Class B或者C的信息发生误码时，认为该语音包是可恢复的，不会将该语音包丢弃。

基站侧的接收缓存区(buffer)中可存储Class B和Class C的数据，初始值为0，由于相邻的语音包的Class B和Class C具有一定的相似度，因此，可对接收到的语音包的Class B和Class C的数据进行不断更新。

具体的，当丢失的数据片段中存在的数据的重要等级为第二等级时，可利用丢失的数据片段所在的数据包之前成功接收到的语音包的Class B和Class C对丢失的数据片段进行补充。

例如，基站成功接收到语音包N，其Class B为0x123456789ABCD，Class C为0x12345678，语音包N+1没有成功接收到，语音包N+1中的Class B和Class C丢失，那么就可将语音包N中的Class B和Class C对语音包N+1中的Class B和Class C进行补充。

可以理解的是，假设基站成功接收到语音包N-3，N-2，N-1，N，语音包N+1没有成功接收到，那么基站可对之前成功接收到的数据包进行取舍，利用其中的一个数据包对丢失的数据片段所在的数据包进行补充。

需要说明的是，只有Class A、Class B和Class C都被接收到，才认为语音包被成功接收。

本发明实施例中利用该非等重误码保护机制，对丢失的数据片段中存在的数据的重要程度进行判断，该数据的重要程度表征数据对于恢复语音包的重要程度，数据对于恢复语音包的重要程度越高，表明数据的重要等级越高，对不同重要等级的数据采用不同的方式进行处理，从而提升空口资源的利用率，同时提升语音质量。

进一步的，丢失的数据片段中存在的数据的重要等级可通过如下方式确定：

根据配置信息确定该丢失的数据片段中存在的数据的重要等级。

其中，配置信息中包括语音业务的数据包中每种重要等级的数据所占的比特数，且不同重要等级的数据按照重要等级由高到低的顺序排列在第一数据包中。

可以理解的是，该配置信息为预先设置的信息，其形式包括但不限于表格，示意图等，本发明实施例对此不作限定。

具体的，基站解析上行(Voice over Long Term Evolution，VoLTE)语音业务承载的实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)数据包，通过RTP Header中的帧模式(Frame Type，FT)字段和净荷长度(Payload Length)，获取UE所使用的AMR/AMR-WB的语音速率。

可以理解的是，该FT字段可理解为索引。如表1、表2所示分别为本发明实施例提供的AMR-WB和AMR编码各等级比特数的信息图，参阅表1、表2所示。

例如，速率为6.6kbps的AMR-WB，净荷长度为132bits，其中Class A数据占54bits，Class B数据占78bits，Class C数据占0bits，可以理解为Class A数据的范围为0-54bits，Class B数据的范围为55-132bits。

表1 AMR-WB编码各等级比特数

Index	Mode	Total speech bits	Class A bits	Class B bits	Class C bits
						0	6.6kbps	132	54	78	0
1	8.85kbps	177	64	116	0
						2	12.65kbps	253	72	181	0
3	14.25kbps	285	72	213	0
						4	15.85kbps	317	72	245	0
5	18.25kbps	365	72	293	0
						6	19.85kbps	397	72	325	0
7	23.05kbps	461	72	389	0
						8	23.85kbps	477	72	405	0

表2 AMR编码各等级比特数

Index	Mode	Total speech bits	Class A bits	Class B bits	Class C bits
						0	4.75kbps	95	42	53	0
1	5.15kbps	103	49	54	0
						2	5.9kbps	118	55	63	0
3	6.7kbps	134	58	76	0
						4	7.4kbps	148	61	87	0
5	7.95kbps	159	75	84	0
						6	10.2kbps	204	65	99	40
7	12.2kbps	244	81	103	60

例如，在表1中，FT字段可理解为Index＝0、1、2、3…等，Payload Length为Totalspeech bits，相应的，在该表中获取得到的UE所使用的AMR/AMR-WB的语音速率即为Mode对应的数值。

根据UE所使用的AMR-WB/AMR的语音速率，可在表格中获取到Class A、Class B和Class C所对应的比特长度。例如，当UE所使用的AMR-WB速率为8.85kbps时，可在表中获取到Class A、Class B和Class C所对应的比特长度分别为64、116、0。

可以理解的是，上述涉及到Class A、Class B和Class C所对应的比特长度可理解为Class A、Class B和Class C所占的比特数。

需要说明的是，表1和表2只是一种示例性说明，具体的按照等级来划分数据的方式并不限于上述表格中的方式。

当基站检测到语音包的数据片段不完整(即有丢失的数据片段)时，可根据LTE协议栈各层头部信息及数据包长度判断丢失的数据片段中存在的数据的重要程度。若丢失的数据片段中存在的数据属于Class A范围内，则丢弃该数据包，若丢失的数据片段中存在的数据属于Class B或Class C范围内，则利用成功接收到的数据包对丢失的数据片段进行补充。

更进一步的，利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对第一数据包中丢失的数据片段进行补充，具体包括：

确定丢失的数据片段在第一数据包中的位置，并将第二数据包中位于该位置的数据片段补充在第一数据包的位置。

数据包可以通过如下方式组成：RLC Header、PDCP Header、IP Header、UDPHeader、RTP Header、RTP payload。以下以具体例子进行说明。

例如，基站接收到的头压缩关闭场景下的数据包，该数据包为速率为23.85kbps的AMR-WB，其被分为四个片段，分别为328bits、328bits、208bits、176bits，假设最后一个片段丢失，则可确定出丢失的片段为Class B的数据，对恢复语音包的数据影响较小，因此，可通过保存在buffer的数据进行补充。

具体计算方法如下：速率为23.85kbps的AMR-WB，被划分的四个片段转化为字节分别为41字节、41字节、26字节、22字节，即该AMR-WB总共为130个字节。

假设数据包构成中RLC Header、PDCP Header、IP Header、UDP Header和RTPheader都是明确的，RLC和PDCP Header总共为3字节，IP Header长度为40字节，UDP Header长度为8字节，RTP Header为12字节。根据上述头部信息所占的字节可计算出RTP payload＝130-3-40-8-12＝67个字节，头部信息总共占3+40+8+12＝63个字节。

对于第一个片段，总共有41字节，因此头部信息的63个字节为第一个片段的41个字节以及第二个片段的22个字节。

对于第二个片段，总有41个字节，头部信息占了22个字节，剩下19个字节。通过上述表格，可查找表1中速率为23.85kbps的AMR-WB对应的Class A数据总共占72bits(即9个字节)，因此第二个片段中包括有9个字节的Class A以及10个字节的Class B。

对于第三个片段以及第四个片段计算方法与第一个和第二个片段的计算方法相同，故，在此不再赘述。依次计算，可得到丢失的第四个片段的数据为Class B范围内的数据。

假设上述例子中丢失的数据片段为第二个片段，那么根据上述计算可知：第二个片段中包括的数据为9个字节的Class A数据以及10个字节的Class B数据，由于Class A数据对恢复语音包的影响较大，因此，当第二个片段丢失时，基站将会丢弃整个语音包。

其中，需要理解的是，在上文的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

本发明实施例中利用等级来划分的方法，适用于LTE协议、多路访问控制(Multiple Access Control，MAC)协议、无线链路层控制(Radio Link Control，RLC)协议、分组数据汇聚(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)协议、新无线(New Radio，NR)协议等。

基于与上述一种语音数据处理方法实施例相同的构思，本发明实施例还提供了一种语音数据处理装置。图2所示为本发明实施例提供的一种语音数据处理装置的结构框图，包括：接收单元101、处理单元102。

接收单元101，用于接收用户设备发送的语音业务的第一数据包，该第一数据包包括至少两个数据片段。

处理单元102，用于在确定所述接收单元101接收到的至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且丢失的至少一个数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时，基站丢弃第一数据包。

若确定至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且丢失的至少一个数据片段中仅存在重要等级为第二等级的数据时，基站利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对第一数据包中丢失的数据片段进行补充。

其中，数据的重要等级用于表征该数据对于恢复数据所在的数据包的重要程度，第一等级高于第二等级。

进一步的，处理单元102具体用于按如下方式确定丢失的数据片段中存在的数据的重要等级：

依据配置信息确定丢失的数据片段中存在的数据的重要等级。该配置信息中包括语音业务的数据包中每种重要等级的数据所占的比特数，且不同重要等级的数据按照重要程度由高到低的顺序排列在第一数据包中。

更进一步的，处理单元102具体用于按如下方式利用已接收到的语音业务对应的第二数据包对第一数据包中丢失的数据片段进行补充：

确定丢失的数据片段在第一数据包中的位置，并将第二数据包中位于该位置的数据片段补充在第一数据包的所述位置。

需要说明的是，本发明实施例中上述涉及的语音数据处理的装置中各个单元的功能实现可以进一步参照相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

本申请实施例还提供另外一种语音数据处理装置，如图3所示，该装置包括：

存储器202，用于存储程序指令；

处理器200，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行本申请实施例所述的任一方法流程。

收发机201，用于在处理器200的控制下接收和发送语音数据处理的指令。

其中，在图3中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器200代表的一个或多个处理器和存储器202代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。

收发机201可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。

处理器200负责管理总线架构和通常的处理，存储器302可以存储处理器200在执行操作时所使用的数据。

处理器200可以是中央处理器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述本申请实施例中所述的任一装置所用的计算机程序指令，其包含用于执行上述本申请实施例提供的任一方法的程序。

所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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

1.一种语音数据处理方法，其特征在于，包括：

若确定所述至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的至少一个数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时，所述基站丢弃所述第一数据包；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丢失的数据片段中存在的数据的重要等级通过如下方式确定：

3.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充，包括：

确定所述丢失的数据片段在所述第一数据包中的位置；

4.一种语音数据处理装置，其特征在于，包括：

处理单元，用于若确定所述接收单元接收到的至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的至少一个数据片段中存在重要等级为第一等级的数据时，所述基站丢弃所述第一数据包；

若确定所述接收单元接收到的至少两个数据片段中丢失至少一个数据片段，且所述丢失的至少一个数据片段中仅存在重要等级为第二等级的数据时，所述基站利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充；

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于按如下方式确定所述丢失的数据片段中存在的数据的重要等级：

6.如权利要求4-5任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于按如下方式利用已接收到的所述语音业务对应的第二数据包对所述第一数据包中丢失的数据片段进行补充：

确定所述丢失的数据片段在所述第一数据包中的位置；

7.一种语音数据处理装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行权利要求1～3任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1～3中任一项所述的方法。