CN1901505A - 一种voip业务带宽的分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VOIP业务带宽的分配方法，其中，包括：根据RAB指配的VOIP业务的最大速率和保证速率设置传输信道带宽等级，通过监测传输信道负载资源情况动态调整VOIP业务带宽的等级，则当小区资源正常时分配大的带宽，保证高的语音质量；当小区资源拥塞时根据保证速率分配带宽，以减轻小区拥塞状况，由此，保证用户其它业务具有较好QoS同时，又可提传输信道带宽的利用率。

Description

一种VOIP业务带宽的分配方法

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及通信领域中的带宽管理技术。

背景技术

传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64kbit/s。且由于电话业务历来都是各国管制最为严格的业务，而各国国际长途电话费存在着严重的不平衡性，国际长途电话业务在很多国家都是垄断经营的，所以，随着因特网Internet的发展，在Internet上实现语音通话成为一种趋势。

起初，利用软件实现Internet上的语音业务，用户只需在PC机上安装客户端软件，并配合麦克风、声卡、音响等设备，就可以在IP网上与同样安装这些软硬件的用户通话。由于当时只限于在Internet上使用，因此通常称为″Internet电话″，即IP(Internet Protocol)电话。

随着技术的发展，实现Internet和已有的公共电话交换网(PSTN，PublicSwitched Telephone Network)结合，使得IP电话从当初的PC到PC发展到PC到PC、PC到电话、电话到电话等多种业务形式，以及向IP传输多媒体业务过渡。但不论怎样，IP电话承载网络是Internet，或是遵循TCP/IP协议的专用网或Internet。

如在UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)中，UMTS是采用WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址接入)空中接口技术的第三代移动通信系统。

如图1所示，UMTS系统包括RAN(Radio Access Network，无线接入网)和CN(CoreNetwork，核心网)。其中RAN用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为CS(Circuit Switched Domain，电路交换域)和PS(Packet Switched Domain，分组交换域)，CS一般包括MSC(MobileSwitching Center，移动交换中心)/VLR(Visitor Location Register，拜访位置寄存器)、GMSC(Gateway Mobile Switching Center，网关移动业务交换中心)、gsmSSF，PS一般包括SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)、GGSN(Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点)；CS主要处理有关的电话、语音等语音业务，PS则处理有关的分组数据业务。UTRAN(UMTS Territorial Radio Access Network UMTS，陆地无线接入网)、CN与UE(User Equipment，用户终端)一起构成了整个UMTS系统，UMTS系统连接外部网络，例如：PSTN和互联网。

上述的陆地无线接入网UTRAN，其网络结构框图如图2所示，包含至少一个RNS(Radio Network Subsystem，无线网络子系统)，一个RNS由一个RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)和至少一个NodeB(基站)组成，NodeB可覆盖至少一个小区CELL。

目前，UTRAN使用Iu系列接口，包括Iu，Iur和Iub接口。

RNC与CN之间的接口是Iu接口，NodeB和RNC通过Iub接口连接，NodeB与其小区CELL中的用户终端UE通过Uu接口通信。核心网CN的电路交换域CS的Iu接口部分称为Iu_CS，分组交换域PS的Iu接口部分称为Iu_PS。在UTRAN内部，RNC之间通过Iur互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接，RNC用来分配和控制与之相连或相关的NodeB的无线资源。NodeB则完成Iub接口和Uu接口之间的数据流的转换，同时也参与一部分无线资源管理，其中：

NodeB是WCDMA系统的基站(即无线收发信机)，包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理，主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

RNC是无线网络控制器，用于控制UTRAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。

Iu接口又分为Iu控制平面和Iu用户平面，Iu控制平面传送信令，Iu用户平面传送用户数据。Iu接口的传输采用ATM，Iu在用户平面采用ATM的AAL2(ATM Adaptation Layer type 2，异步传输模式适配层2)适配协议承载用户面数据，业务主要使用ATM的PVC(Permanent Virtual Circuit，永久虚拟电路)作为承载。

在RNC和NodeB之间的Iub接口，一般使用多个AAL2 PVC承载UE的数据，这些数据包括UE的CS语音、PS数据。

通过Internet进行语音通信是一个非常复杂的系统工程，所涉及的技术也较多，其中最根本的技术是分组语音(VoIP，VoiceoverIP)技术。

VoIP是以IP分组交换网络为传输平台，透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号的技术。它藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，以便语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。VOIP是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术，其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送语音的目的。IP电话系统把普通电话的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的IP数据包，同时也将收到的IP数据包转换成声音的模拟电信号。经过IP电话系统的转换及压缩处理，每个普通电话传输速率约占用8～11Kbit/s带宽，因此在与普通电信网同样使用传输速率为64kbit/s的带宽时，IP电话数是原来的5～8倍。

目前在宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)系统中，语音采用自适应多速率(AMR，Adaptive Multi-Rate)压缩编码，然后转换为IP数据包在IP网络上进行传输。AMR编码是一种自适应的编码方法，可以产生8种不同的模式，每一种模式对应于一种速率：12.2、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75kbit/s。在块误码率(BLER，Block error rate)小于等于1％的条件下，模式越高，提供的语音质量越高，但是占用的传输信道带宽资源(包括负载资源和Iub资源)也越多。

在进行无线接入承载(RAB，Radio Access Bearer)建立时，首先由CN向UTRAN发送RAB指配请求消息，请求UTRAN建立RAB，核心网CN会指配相应的服务质量(QoS，Quality of Service)参数，无线网络控制器(RNC，RadioNetwork Controller)根据不同模式的QoS，为VOIP业务分配相应的带宽资源。

目前，RNC一般不考虑传输信道资源，根据RAB指配的最大速率模式分配带宽资源，如当RAB指配的最大速率为12.2K，保证速率为10.2K时，RNC根据最大速率12.2K，分配12.2K的传输信道带宽用于语音通信。目前这种传输信道资源分配方法，当小区资源充足时，根据最大速率分配带宽可以提供更好的语音质量，但是当小区资源拥塞时，根据最大速率分配带宽用于语音通信时，有可能会加重小区的拥塞，容易造成用户的部分业务受损，影响QoS。同时，当语音数据需要的实际带宽较少时，就会大大浪费带宽资源。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种VOIP业务带宽的分配方法，保证用户其它业务具有较好QoS同时，又可提高传输信道带宽的利用率。

一种VOIP业务带宽的分配方法，其中，包括：

步骤A，根据RAB指配的VOIP业务的最大速率和保证速率设置传输信道带宽等级；

步骤B，监测传输信道负载资源情况；

步骤C，根据传输信道负载调整VOIP业务带宽的等级。

与现有技术相比，本发明的VOIP业务带宽的分配方法，由于预先根据RAB指配的VOIP业务的最大速率和保证速率设置传输信道带宽等级，则通过监测传输信道负载资源情况可以动态调整VOIP业务带宽的等级，则当小区资源正常时分配大的带宽，保证高的语音质量；当小区资源拥塞时根据保证速率分配带宽，以减轻小区拥塞状况，由此，保证用户其它业务具有较好QoS同时，又可提高传输信道带宽的利用率。

附图说明

图1为现有技术之UMTS系统的网络结构框图。

图2为现有技术之UTRAN的网络结构框图。

图3为本发明之较佳实施方式之方法流程框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细的说明。

本发明一种VOIP业务带宽的分配方法，主要是根据VOIP业务的QOS和小区资源状况动态地分配带宽，当小区资源正常(如负载、Iub资源均不拥塞)时分配大的带宽，保证高的语音质量；当小区资源拥塞(如负载或Iub资源拥塞)时根据保证速率分配带宽，以减轻小区拥塞状况。

如图3所示，为本发明之较佳实施方式之一种VOIP业务带宽的分配方法流程框图，主要包括如下步骤。

步骤101，根据相应的服务质量QoS，建立RAB时指配VOIP业务的最大速率和保证速率；

首先，RNC设置小区负载门限、RNC与其所属各NodeB之间Iub负载门限，RNC还可以进一步设置资源统计周期。

在进行无线接入承载RAB建立时，首先由CN向UTRAN发送RAB指配请求消息，请求UTRAN建立RAB，核心网CN指配相应的服务质量(QoS，Quality of Service)参数。

根据相应的服务质量(QoS，Quality of Service)参数，RAB建立过程中，RAB指配信令中指配VOIP业务的最大速率和保证速率，最大速率是指UE和CN之间传输语音所达到的最大速率，此时，语音质量最高，则相应会要求最大的带宽；保证速率是指要保证所设定的QoS的前提下，UE和CN之间传输语音所必须达到的速率。

步骤102，设置传输信道带宽等级；

RNC根据RAB指配的最大速率和保证速率划分传输信道带宽等级，一般而言，最大带宽对应最大速率，保证带宽对应保证速率，中间级带宽根据最大速率和保证速率之间的速率依次选择。

例如，当RAB指配的最大速率为12.2K，保证速率为7.95K时，传输信道带宽等级可以划分为3级，依次为：12.2K对应的传输信道带宽、10.2K对应的传输信道带宽、7.95K对应的传输信道带宽。

当然，根据需要，可以根据RAB指配的最大速率和保证速率划分传输信道带宽等级为多个级别，如至少三个级别。

步骤103，监测传输信道负载资源情况；

传输信道负载主要包括基于功率的小区负载资源和基于IUB负载资源，所以RNC可以实时检测小区负载和/或Iub负载，或在资源统计周期内统计小区的吞吐率和/或Iub的吞吐率，进而得到小区负载和/或Iub负载。

步骤104，判断传输信道负载是否超过预设的负载门限；

本实施方式中，判断传输信道负载是否超过预设的负载门限是通过判断小区负载是否超过负载门限和/或Iub负载是否超过Iub负载门限实现的。

实时检测小区负载和/或Iub负载，或在资源统计周期内统计得到小区负载和/或Iub负载，判断小区负载是否超过负载门限和/或Iub负载是否超过Iub负载门限，即判断小区和/或Iub资源是否均发生拥塞。

如果小区及Iub资源均不发生拥塞，则继续进行语音、数据及多媒体业务的传输，并重新执行步骤103、步骤104，直到判断出小区或Iub资源至少之一发生拥塞，执行步骤105。

步骤105，根据当前的传输信道信息动态调整VOIP业务带宽。

在业务进行过程中，当判断出小区或Iub资源至少之一发生拥塞时，则触发VOIP业务进行传输信道重配置，在现有带宽基础上逐级降低VOIP带宽等级，也可以根据配置的负载门限跳级降低带宽等级，直到将VOIP带宽等级降至保证速率带宽。

经过一定时间的数据传输后，可能小区及Iub资源均不发生拥塞，即监测到小区负载低于其负载门限及Iub负载低于其负载门限，可以在现有带宽基础上逐级升高VOIP带宽等级，也可以根据配置的负载门限跳级升高VOIP带宽等级，直至升到最大带宽。

此外，还可以配置周期定时器，定时器超时，判断传输信道负载是否高于或低于预设负载门限，如果是，则进行上述的相应的操作；下一次定时器再超时，再判断负载是否高于或低于门限。具体为：定时器超时，判断小区负载及Iub负载均没有超出各自的负载门限时，则在现有带宽基础上逐级升高VOIP带宽等级，也可以根据配置的负载门限跳级升高VOIP带宽等级，直至升到最大带宽，关闭周期定时器；判断小区负载及Iub负载至少之一超出相应各自的负载门限时，则在现有带宽基础上逐级降低VOIP带宽等级，也可以根据配置的负载门限跳级降低VOIP带宽等级，直到将VOIP带宽等级降至保证速率带宽，关闭周期定时器。

步骤105之后，重新执行步骤103。

但上述仅为本发明的较佳实施方式，并非用于限定本发明的保护范围，任何熟悉本技术领域的技术人员应当认识到，凡在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (12)

1.一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，包括：

步骤A，根据RAB指配的VOIP业务的最大速率和保证速率设置传输信道带宽等级；

步骤B，监测传输信道负载资源情况；

步骤C，根据传输信道负载情况调整VOIP业务带宽的等级。

2.如权利要求1所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤A之前还包括：核心网指配服务质量QoS，在进行RAB建立时，根据服务质量QoS指配VOIP业务的最大速率和保证速率。

3.如权利要求2所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于：步骤A中，设置传输信道带宽等级具体为最大带宽对应最大速率，保证带宽对应保证速率，中间级带宽根据最大速率和保证速率之间的速率依次选择。

4.如权利要求1、2或3所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤B中所述传输信道负载具体为小区负载、Iub负载至少之一。

5.如权利要求1、2或3所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤B与步骤C之间还包括判断传输信道负载是否超过预设的门限，则步骤C中所述传输信道负载情况为该判断结果。

6.如权利要求5所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤C具体为：当传输信道负载超过预设的门限时，逐级或跳级降低VOIP业务带宽的等级。

7.如权利要求5所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤C具体为：当传输信道负载低于预设的门限时，逐级或跳级升高VOIP业务带宽等级，直至升到最大带宽。

8.如权利要求6所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，设置周期定时器，降低VOIP业务带宽等级的时机为当周期定时器超时且传输信道负载超出预设的门限时。

9.如权利要求7所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，设置周期定时器，升高VOIP业务带宽等级的时机为当周期定时器超时且传输信道负载低于预设的门限时。

10.如权利要求4所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，步骤B与步骤C之间还包括判断小区负载是否超过预设的负载门限和/或Iub负载是否超过Iub预设的负载门限，则步骤C中所述传输信道负载情况为该判断结果。

11.如权利要求10所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，当判断出小区负载、Iub负载至少之一超出各自预设的负载门限时，步骤C具体为：逐级或跳级降低VOIP带宽等级，直到将VOIP带宽等级降至保证速率带宽。

12.如权利要求10所述的一种VOIP业务带宽的分配方法，其特征在于，当判断出小区负载、Iub负载均低于各自预设的负载门限时，步骤C具体为：逐级或跳级升高VOIP带宽等级，直至升到最大带宽。

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