JP2010288277A - ユーザ体感品質の測定に基づく符号化方法、端末およびシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザ体感品質(QoE)に従って、符号化技術に対して調整を行うことにより、さらに高効率的な無線リソースの利用を実現し、さらに、もっと多くのユーザが良い体感品質を有することを保証するとともに、システムの容量を増加させる。
【解決手段】本発明は、ユーザ体感品質(QoE)の測定結果に基づいて符号化を行う方法、端末およびシステムを開示している。該方法は、ターゲットユーザ端末でQoE値を測定し、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較して、比較結果に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整し、調整後のソース符号化レートおよび/またはチャネル符号化モードに従って、符号化を行い、または、さらに、調整後の符号化手段によって、無線リソースの割り当てを行う、ことを含む。本発明に係る方法、端末およびシステムは、QoEに基づいて符号化技術に対して調整を行うことにより、無線リソースを合理的に利用する。
【選択図】図2

Description

本発明は無線通信技術に関し、特に、ユーザ体感品質の測定に基づく符号化方法、端末およびシステムに関する。
現在の符号化技術は、主にソース符号化とチャネル符号化との2つの部分を含む。ソース符号化について、従来のネットワークでは、回線交換を採用するため、ソース符号化のレートが一般的に固定である。インターネット搭載のIP電話分野において、適応マルチレート(AMR:Adaptive Multi−Rate)技術を利用することにより、ユーザの符号化レートを変更することができ、そのレートの変更を制御する根拠は一般的にネットワークリソース条件、例えば、ネットワーク帯域幅などである。
チャネル符号化について、主にサービスタイプに従って、そのモードを設定する。例えば、適応変調符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)が、チャネル符号化に採用される技術の1つである。該技術は、チャネル状況に従って、変調および符号化方式を適応変更する。ここで、チャネル状況について、受信機のチャネル品質インジケータ(CQI:channel quality indicator)フィードバックに基づく方法によって、推測を行うことができる。AMC技術は、移動通信システムやデジタルビデオ放送(DVB)などの無線通信システムにおいて幅広く応用されており、これにより、システムの伝送効率と伝送能力を向上させる。具体的な応用において、サービスタイプの違いに従って、VoIPユーザがAMCを使用しないように設定される一方、DataユーザがAMCを使用するように設定される。このようにもたらされる問題として、VoIPユーザのリソース利用効率が低下になってしまい、潜在的な無線リソースの浪費を引き起こす恐れがある。
ここから分かるように、適当な符号化技術を採用することにより、リソースの合理的な利用に対して、大きな影響を与えることができる。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、ユーザ体感品質(QoE)に従って、符号化技術に対して調整を行うことにより、さらに高効率的な無線リソースの利用を実現し、さらに、もっと多くのユーザが良い体感品質を有することを保証するとともに、システムの容量を増加させることを主な目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の解決手段は、具体的に以下のように実現する。
ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化方法であって、ターゲットユーザ端末でQoE値を測定して、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整し、調整後のソース符号化レートおよび/または調整後のチャネル符号化モードに従って、符号化を行う、ことを含む。
前記測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、
前記予め設定されたQoE閾値を第1閾値とした場合、測定されたQoE値が第1閾値より大きいかどうかを判断し、測定されたQoE値が前記第1閾値より大きい場合、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正して、該ターゲットユーザ端末のQoE値の測定に戻る、ことを含む。
前記元のモードより高次のモードがAMCモードである場合、前記該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正することには、ターゲットユーザ端末が、チャネル品質インジケータ(CQI)を基地局にフィードバックし、基地局が、AMCモードを使用するユーザ数が上限値に達したかどうかを判断し、上限値に達しない場合、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードをAMCモードに設定し、ユーザ数が上限値に達した場合、ターゲットユーザ端末に通知する、ことを含む。
前記該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正することには、ターゲットユーザ端末が、前記元のモードより高次のモードを選択して、該元のモードより高次のモードを基地局に通知し、基地局が、通知に従って、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを修正する、ことを含む。
該方法は、ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へソース符号化レートの低減を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを修正し、該ターゲットユーザ端末のQoE値の測定に戻る、ことをさらに含む。
前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へソース符号化レートの低減を要求することには、ターゲットユーザ端末が、低減後のソース符号化レートを決定し、それをRTPメッセージのコーデックモードリクエスト(CMR)に付けて、ソースユーザ端末に送信する、ことを含む。
前記測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、前記予め設定されたQoE閾値を第2閾値とした場合、測定されたQoE値が第2閾値より小さいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第2閾値より小さい場合、前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へソース符号化レートの増加を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを修正し、該ターゲットユーザ端末のQoE値の測定に戻る、ことを含む。
前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へソース符号化レートの増加を要求することには、ターゲットユーザ端末が、増加後のソース符号化レートを決定し、それをRTPメッセージのコーデックモードリクエスト(CMR)に付けて、ソースユーザ端末に送信する、ことを含む。
該方法は、ターゲットユーザ端末が基地局へ、チャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに修正することを要求して、該ターゲットユーザ端末のQoE値の測定に戻る、ことをさらに含む。
元のモードがAMCモードである場合、前記該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに修正することには、ターゲットユーザ端末が最低レベルのCQIを基地局にフィードバックし、基地局が該CQIを受信した後、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードをAMCモードにおける最低次のモードに設定する、ことを含む。
前記該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに修正することは、ターゲットユーザ端末が、前記元のモードより低次のモードを選択して、該低次のモードを基地局に通知し、基地局が通知に従って、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを修正する、ことを含む。
前記第1閾値または第2閾値が、ユーザタイプ、受け付けられるサービスタイプ、現在のサービス状態、およびサービス優先度の少なくとも1つのパラメータに従って設定される。
該方法は、ユーザが特定の加入者グループのメンバーであるかどうかに従って、前記第1閾値または第2閾値を設定する、ことをさらに含む。
前記QoE値は音声の平均オピニオン評点(MOS)である。
ユーザ端末であって、ユーザ体感品質(QoE)値を測定して、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較するQoE測定手段と、比較結果に従って、ソース符号化モードとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整するモード調整手段と、を含む。
ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化システムであって、QoE値を測定して、測定されたQoE値と第1QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってチャネル符号化モードを調整し、調整結果を基地局に通知するユーザ端末と、ユーザ端末から送信された調整結果を受信し、調整結果に従って、該ユーザ端末のチャネル符号化モードを変更する基地局と、を含む。
前記ユーザ端末は、測定されたQoE値が前記第1QoE閾値より大きい場合、該ユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに変更する。
前記ユーザ端末は、さらに、測定されたQoE値が第2QoE閾値より小さい場合、該ユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに変更する。
ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化システムであって、QoE値を測定して、測定されたQoE値と第2QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってソース符号化モードを調整し、調整結果をソースユーザ端末に通知するターゲットユーザ端末と、ターゲットユーザ端末から送信された調整結果を受信し、調整結果に従って、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを変更するソースユーザ端末と、を含む。
前記ターゲットユーザ端末は、測定されたQoE値が前記第2QoE閾値より小さい場合、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを増加させる。
前記ターゲットユーザ端末は、さらに、測定されたQoE値が第1QoE閾値より大きい場合、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを低減する。
ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づくリソース割り当て方法であって、ターゲットユーザ端末でQoE値を測定して、測定されたQoE値に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整し、調整後のソース符号化レートおよび/または調整後のチャネル符号化モードに従って、データ伝送に必要な無線リソースを決定する、ことを含む。
前記測定されたQoE値に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、測定されたQoE値と第1QoE閾値とを比較し、測定されたQoE値が第1QoE閾値より大きいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第1QoE閾値より大きい場合、該ターゲットユーザ端末のチャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正し、あるいは、測定されたQoE値と第2QoE閾値とを比較し、測定されたQoE値が第2QoE閾値より小さいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第2QoE閾値より小さい場合、前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へソース符号化レートの増加を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを修正する、ことを含む。
前記調整後のソース符号化レートおよび/または調整後のチャネル符号化モードに従って、データ伝送に必要な無線リソースを決定することには、ソース符号化レートおよび/またはチャネル符号化モードに従って、必要なリソースブロックの数を決定して、該ターゲットユーザ端末に前記リソースブロックを割り当てて、データ伝送を行う、ことを含む。
上記の解決手段から分かるように、本発明に係るユーザ体感品質の測定に基づく符号化方法、端末およびシステムは、QoEに従って、符号化技術に対して調整を行い、QoEが良すぎる場合、チャネル符号化モードを高次に変更し、あるいは、ソース符号化レートを低減し、QoEが悪すぎる場合、ソース符号化レートを増加させ、あるいは、チャネル符号化モードを低次に変更する。これにより、無線リソースが合理的に利用される。
本発明の基本原理図である。 本発明の1つの実施例における符号化方法のフローチャートである。 本発明の1つの実施例において、測定されたMOS値が第1閾値より大きい場合の符号化調整のフローチャートである。 本発明の1つの実施例において、測定されたMOS値が第2閾値より小さい場合の符号化調整のフローチャートである。 本発明の1つの実施例において、ターゲットユーザ端末とソースユーザ端末との間で、AMRレートの調整を行うフローチャートである。 ターゲットユーザ端末とソースユーザ端末との間で伝送されるRTPメッセージのフォーマットを示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMCおよびAMR制御を採用する前後のシステム容量の比較を示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMCおよびAMR制御を採用する前後の満足率の比較を示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMR制御を採用する前後のシステム容量の比較を示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMR制御を採用する前後の満足率の比較を示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMC制御を採用する前後のシステム容量の比較を示す図である。 本発明の1つの実施例において、AMC制御を採用する前後の満足率の比較を示す図である。
本発明の目的、解決手段およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面を参照して実施例を挙げながら、本発明をさらに詳しく説明する。
従来の通信システムは、容量が制限されるものである。1つのユーザの通信品質が良すぎることは、該ユーザにより多すぎる無線リソースを使用する可能性があることを表し、システムにおける他のユーザの使用可能な無線リソースを減少させることを間接的にもたらす。従って、本発明では符号化方法が提供される。その具体的な原理について、図1に示すように、ユーザ端末(UE)の通信品質を測定することにより、その無線リソースの使用が合理的であるかどうかを決定し、リソースの使用が合理的ではないと決定した場合、該ユーザ端末の符号化技術に対して調整を行い、これにより、無線リソースのシステム全体における割り当ておよび使用を合理的にする。ここで、ユーザ端末の通信品質の判断には、測定されたユーザ体感品質(QoE)値が用いられる。具体的には、測定されたQoEは、音声の平均オピニオン評点(MOS:mean opinion score)であってもよい。
本発明で提供された符号化方法において、ターゲットユーザ端末は、自局のMOS値を周期的に測定して、かつ、それと保証値とを比較する。測定されたMOS値がある保証値より高い場合、符号化技術をリソースの使用が比較的少ない状態に調整する必要があることを表し、測定されたMOS値がある保証値より低い場合、符号化技術をリソースの使用が比較的多い状態に調整できることを表す。符号化技術を調整することにより、ユーザ端末のMOS値を変更し、さらに、該UEのリソースブロックの消費に影響する。これにより、リソース使用と通信品質とのバランスを取る。
ここで、符号化技術をリソースの使用が比較的少ない状態に調整することは、ソース符号化の場合、ソース符号化レートを低減することであってもよく、チャネル符号化の場合、符号化モードを低次から高次に変更することであってもよい。相応的に、符号化技術をリソースの使用が比較的多い状態に調整することは、ソース符号化の場合、ソース符号化レートを増加させることであってもよく、チャネル符号化の場合、符号化モードを高次から低次に変更することであってもよい。
チャネル符号化において、ユーザ端末のために変調および符号化方式(MCS:Modulation and Coding Scheme)を設定する場合、採用可能な基本MCSモードは主に、BPSK 1/2、QPSK 1/2、QPSK 2/3、QPSK 3/4、16−QAM 1/2、16−QAM 9/16、16−QAM 3/4、および64−QAM 3/4(変調モードおよび/または符号化レートに基づいて、低次から高次の順に並べる)の8種類がある。一例として、QPSK 1/2は、QPSK、コードレートが1/2であるTurboコードを指す。他の例として、64−QAM 3/4は、64QAM、コードレートが3/4であるTurboコードを指す。平均の意味で、高次の基本MCSモードは、低次の基本MCSモードより、さらに高いパケットロス率を有する。
また、時間とともに変化するかどうかを考慮すると、ユーザ端末のために設定されるMCSモードは、固定MCSモードおよび適応変調符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)モードに分けられる。
ここで、固定MCSモードとは、あるユーザに対して、同一の基本MCSモードを終始採用し、即ち、ユーザ端末のために設定されたMCSモードが時間とともに変化しないことを指す。
AMCモードとは、ユーザのチャネル条件の時間に伴う変化に基づいて、いくつかの基本MCSモードからなる集合の中から、1つの適当なモードを選択し、即ち、ユーザ端末のために設定されたMCSモードが時間とともに変化することを指す。例えば、AMCモードを利用するシステムにおいて、よりよいチャネル条件にあるユーザは、一般的に、より高次の変調モードまたは符号化レート(例えば、64−QAM 3/4)が割り当てられる一方、より悪いチャネル条件にあるユーザは、より低次の変調モードまたは符号化レート(例えば、QPSK 1/2)が割り当てられる。指摘すべきものとして、AMCモードにおける常用な変調および符号化方式は、BPSK 1/2、QPSK 1/2、QPSK 2/3、QPSK 3/4、16−QAM 1/2、16−QAM 9/16、16−QAM 3/4、および64−QAM 3/4を含む。この場合、BPSK 1/2は該AMCモードにおける最低次のモードである。つまり、AMCモードは、上記8種類の基本MCSモードの中から1つを動的に選択する。従って、固定MCSモードが64−QAM 3/4モードである場合を除いて、他の固定MCSモードは、いずれもAMCモードよりも低次のMCSモードであり、つまり、リソース使用量がいずれもAMCモードより多い。当然、AMCモードにおける動的に選択可能な基本MCSモードを調整し、例えば、動的に調整を行う時、4種類のみの基本MCSモードの中から1つを選択することを可能にしてもよい。
説明すべきものとして、MOS値に従って符号化を調整する際、低次の固定MCSモードをAMCモードに変更することにより、以下の効果をもたらすことができる。
(1)よいチャネル状況にあるユーザは、さらに高次の変調方式および符号化レートが割り当てられることが可能になる。こうすれば、セル全体の平均データスループットを向上させることができる。(2)送信電力制御の方法に対して、変調符号化方式に基づいて変化するリンクレベルのAMCは、干渉の変化を低減することができる。(3)AMCと時間領域スケジューリングとを組み合わせて、ユーザ端末のファストフェージング特性を利用することにより、端末は低フェージング状態にすることができる。
3GPP LTEにおいて、AMCモードの最速となる実行頻度は1つのフレーム(1ms)になることができる。3GPP TR 25.848におけるHSDPAについての評価において、4つのHSDPA物理フレーム(8ms)おきのAMCは、比較的低速なユーザのシーンでは、大幅な性能低下を引き起こすことがない。また、3GPP LTEにおいて、AMCの下りシグナリングオーバーヘッドにより、1つの10MHz帯域幅のセルで許容可能な、AMCモードを使用するユーザ数が多くとも200個である一方、上りCQIフィードバックオーバーヘッド(即ち、8msのAMC遅延)により、3%のシステムシグナリングオーバーヘッドが使用されることになる。従って、一定量のAMCユーザの制御シグナリングオーバーヘッドが許容可能である。
さらに、ソース符号化について、ターゲットユーザ端末は、保証値と測定されたMOS値との関係に従って、調整結果を決定して、該調整結果をRTPメッセージに付けて、ソースユーザ端末に送信する。
チャネル符号化において、調整後のMCSモードがAMCモードである場合、ターゲットユーザ端末は、CQIが付けられるリソース起動要求を基地局に送信するだけで、基地局がAMCモードを使用して、該ターゲットユーザ端末に対してチャネル符号化を行うことをトリガーにする。該リソース起動要求は従来のシグナリングである。1つの具体的な実施形態において、CQIは4ビットで表され、全部で16個のレベルがある。
他の場合、ターゲットユーザ端末は調整結果を基地局に通知し、基地局により該ターゲットユーザ端末のMCSモードを修正する。該調整結果は、ターゲットユーザ端末により決定されたMCSモードであってよい。具体的に実現する時、ターゲットユーザ端末から基地局への1つのシグナリングを新たに追加することにより、ターゲットユーザ端末の調整結果を基地局に通知するようにしてもよい。
以下、1つの具体的な実施例を挙げながら、本発明に係るMOS測定に基づく符号化方法について説明する。その具体的なフローは、図2に示す通りである。
ステップ201で、あるユーザ端末で、該ユーザのMOS値を周期的に測定する。あるいは、該ステップは、基地局側で実行してもよい。
好ましくは、前記MOS値を測定することは、E−Model方法を採用し、数式(1)および(2)によって、該ユーザのMOS値を測定することであってよい。
Figure 2010288277
ここで、Roは、基礎因子であり、雑音レベルおよび信号の音の大きさなどにより決定される。Isは、音声と同時に現れる信号損傷であり、音の大きさ、量子化歪みおよび非最適化側音レベルを含む。Idは、音声より遅れる損傷であり、エコーや遅延による通話困難を含む。Ieは、機器の損傷因子であり、VoIPシステムによる伝送信号への影響、パケットロス率やソース符号化レートなどによる影響などを含む。Aは、メリット因子であり、ユーザが電話を掛ける時の希望因子を指し、例えば、携帯電話の使用が便利であるため、人々は、使用時の通話品質に関する問題に対して比較的寛容である。指摘すべきものとして、IdとIeという2つのパラメータにおける遅延、パケットロス率およびソース符号化レートなどの因子は、Rの算出時に重点的に考慮すべきものである。
Figure 2010288277
E−Model方法について、測定時に、人為的に操作する必要がなく、元の音声データを提供する必要がないので、端末での測定にさらに便利である。しかし、本発明におけるMOS測定は、E−Model方法に限られず、他の方法を採用してもよい。
ステップ202で、測定されたMOS値と保証値とを比較する。該保証値は1つまたは複数の閾値であってよい。該ユーザのMOS値が第1閾値より大きい場合、即ち、良すぎるサービス体感を享受している場合、ステップ203を実行する。該ユーザのMOS値が第2閾値より小さい場合、即ち、保証されるサービス体感が達成されない場合、ステップ204を実行する。該ユーザのMOS値が第1閾値と第2閾値との間にある場合、ステップ205を実行する。
ここで、第1閾値および第2閾値は、予め設定されたものであり、ユーザの享受すべき基本サービス体感を表し、かつ、需要に応じて調整してもよい。例えば、第1閾値を4.05に設定してもよく、第2閾値を4に設定してもよい。また、システムにおける異なるユーザに対して、異なる第1QoE閾値および第2QoE閾値を設定してもよく、第1QoE閾値および第2QoE閾値を決定する根拠は、ユーザタイプ、受けられるサービスタイプ、現在のサービス状態、およびサービス優先度などであってもよい。例えば、ユーザタイプは携帯電話ユーザまたはデータカードユーザであってもよく、受けられるサービスタイプは音声サービスまたはデータダウンロードサービスであってもよく、現在のサービス状態はアクティブ状態(active)またはアイドル状態(idle)であってもよく、サービス優先度は高優先度または低優先度であってもよい。さらに、フェムトセルラー(Femtocell)基地局におけるユーザに対して、該ユーザが特定の加入者グループ(Closed Subscriber Group)のメンバーであるか、それとも、非特定の加入者グループ(non−Closed Subscriber Group)のメンバーであるかにより、第1QoE閾値および第2QoE閾値を決定してもよい。
ステップ203で、該ユーザ端末に対して、無線リソースを節約できる符号化調整を起動し、調整後の符号化技術を使用して、該ユーザ端末のデータの符号化伝送を行う。具体的に、リソースを節約するための符号化調整は、ステップ2031のチャネル符号化調整、および、ステップ2032のソース符号化調整に分けられる。実際の応用では、無線リソースを節約するための調整を行う際、チャネル符号化調整を先に行うことを考慮してもよい。チャネル符号化調整が要求を満たさない場合、ソース符号化調整を起動する。つまり、ステップ2032のソース符号化調整は選択可能なものである。具体的に、該ユーザはVoIPユーザであり、該VoIPユーザが調整前に採用したチャネル符号化は準静的スケジューリングであり、即ち、QPSKモードを終始採用すると仮定する。
ステップ2031で、一部のリソースを節約するために、該ユーザのチャネル符号化モードをQPSKモードからAMCモードに調整する。QPSKモードに比べて、AMCモードを採用することは、ユーザのMOS値を適当に低減することができる。これにより、省リソースの目的を達成する。
当然、QPSKモードからAMCモードへの調整は、具体的な一例にすぎず、本願はこれに限られない。省リソースの目的を達成するために、ユーザのチャネル符号化モードを低次のMCSモードから高次に調整し、例えば、BPSK 1/2モードを16−QAM 1/2モードに調整し、あるいは、AMCモードを64−QAM 3/4モードに調整すれば、ユーザのMOS値を適当に低減することができる。これにより、無線リソースを節約する。
ステップ2032で、該ユーザは、チャネル符号化調整を採用した後、依然として高すぎるMOS値を有すると、さらに、該ユーザのソース符号化レートを低減する。
例えば、適応マルチレート(AMR:Adaptive Multi−Rate)の符号化レートを低減することによっても、一部のリソースを節約できる。説明すべきものとして、AMR技術は主にモバイル機器のオーディオに用いられ、人声や通話などに多く用いられる。一般的に、AMRでは、8種類の異なる符号化レートが設定される。より低いレートのAMRを採用することにより、比較的少ない無線リソースを消費するとともに、ユーザのMOS値を低減することもできる。より高いレートのAMRを採用することにより、比較的多い無線リソースを消費するとともに、ユーザのMOS値を増加させることもできる。
ステップ204で、該ユーザ端末に対して、無線リソースを消費できる符号化調整を起動し、調整後の符号化技術を使用して、該ユーザ端末のデータの符号化伝送を行う。具体的に、リソースを消費するための符号化調整は、ステップ2041のソース符号化調整、および、ステップ2042のチャネル符号化調整に分けられる。実際の応用では、無線リソースを消費するための調整を行う際、ソース符号化調整を先に行うことを考慮してもよい。これはステップ203と違う。ソース符号化調整が要求を満たさない場合、チャネル符号化調整を起動する。つまり、ステップ2042のチャネル符号化調整は選択可能なものである。
ステップ2041で、該ユーザのMOS値を増加させるために、該ユーザのAMRレートを増加させる。これにより、ユーザがさらによいサービス体感を得る。該プロセスは、一部の無線リソースを消費する。表1は、チャネル符号化モードがQPSK 2/3に固定される場合、異なるAMRレートのリソース消費量を示す。
Figure 2010288277
ステップ2042で、AMRレートが既に最高レートに達したが、ユーザのMOS値が相変わらず要求を満たさない場合、AMC制御を取り消し、ユーザ端末に固定MCSモード(例えば、QPSKモード)に入らせる。該プロセスはさらに無線リソースを消費する。
ステップ205で、測定されたMOS値が第1閾値と第2閾値との間にある場合、該ユーザ端末が適当なMOS値を有すると決定し、プロセスを終了する。
ステップ203あるいはステップ204を実行する際、ソースおよび/またはチャネル符号化手段に対して調整を行った後、異なる符号化手段は異なる無線リソースの使用に対応するので、該ユーザに割り当てされた無線リソースも、相応的に調整されることになる。例えば、ソース符号化レートを、AMR 5.90kbpsからAMR 10.2kbpsに調整する場合、FDD DLにより使用される物理リソースブロック(PRB)は、1〜2個から2〜3個に調整されることになる。つまり、決定されたソースおよび/またはチャネル符号化手段に従って、データ伝送に必要なリソースブロック(RB:Resource Block)の数を決定して、これらの必要なリソースブロックをユーザに割り当てるようにしてもよい。
図3は、本発明の1つの実施例において、測定されたMOS値が第1閾値より大きい場合の符号化調整のフローチャートである。具体的に以下のステップを含む。
ステップ301で、ターゲットユーザ端末は自局のMOS値を測定する。該測定は、周期的であってもよく、あるタイミングで開始されるものであってもよい。
ステップ302で、測定されたMOS値が第1閾値より大きいかどうかを判断し、第1閾値より大きい場合、ステップ303を実行し、第1閾値より大きくない場合、ステップ301に戻る。
ステップ303で、該ターゲットユーザ端末がAMCモードにあるかどうかを判断し、AMCモードにある場合、ステップ307を実行し、AMCモードにない場合、ステップ304を実行する。
ステップ304で、該ターゲットユーザ端末は真実のCQIを基地局(BS)にフィードバックする。
ステップ305で、基地局は、自局が管轄するユーザのうち、AMCモードを使用するユーザ数が上限値に達したかどうかを判断し、上限値に達した場合、ステップ307を実行し、上限値に達しない場合、ステップ306を実行する。
ステップ306で、基地局は、該ターゲットユーザ端末のMCSモードをAMCモードに設定して、ステップ301に戻る。
ステップ307で、該ターゲットユーザ端末はソースユーザ端末へ、自局のデータのAMRレートの低減を要求して、ステップ301に戻る。
図4は、本発明の1つの実施例において、測定されたMOS値が第2閾値より小さい場合の符号化調整のフローチャートである。具体的に以下のステップを含む。
ステップ401で、ターゲットユーザ端末は自局のMOS値を周期的に測定する。
ステップ402で、測定されたMOS値が第2閾値より小さいかどうかを判断し、第2閾値より小さい場合、ステップ403を実行し、第2閾値より小さくない場合、ステップ401に戻る。
ステップ403で、該ターゲットユーザ端末のAMRレートが既に最大に達したかどうかを判断し、既に最大に達した場合、ステップ405を実行し、最大に達しない場合、ステップ404を実行する。
ステップ404で、該ターゲットユーザ端末はソースユーザ端末へ、AMRレートの増加を要求して、ステップ401に戻る。
ステップ405で、MCSモードをAMCモードから低次に下げるために、該ターゲットユーザ端末は、最低レベルのCQIを基地局へフィードバックする。
説明すべきものとして、この場合、フィードバックされたCQIは、真実のCQIではない可能性があり、現在のシグナリング(例えば、リソース起動要求など)を利用して、MCSモードを低次に下げるためのものにすぎない。
ステップ406で、基地局は、該ターゲットユーザ端末のMCSモードを低次のMCSモードに設定して、ステップ401に戻る。
図5は、本発明の1つの実施例において、ターゲットユーザ端末とソースユーザ端末との間で、AMRレートの調整を行うフローチャートである。具体的に以下のステップを含む。
ステップ501で、ソースユーザ端末とターゲットユーザ端末との間で、コアネットワークを介して、AMRモード1を採用して、音声データを伝送する。
ステップ502で、ターゲットユーザ端末はRTPパケットを送信し、その中のコーデックモードリクエスト(CMR)フィールドにAMRモード2を設定する。
指摘すべきものとして、データ伝送に採用されるAMRレートは、ソースユーザ端末(即ち、符号化側)により決定されるものである。ターゲットユーザ端末(即ち、復号化側)は、MOS値を測定することにより、AMRモードに対して調整を行う必要があると決定した場合、ソースユーザ端末へRTPメッセージを送信し、RTPパケットのヘッダのCMRフィールドに望ましいAMRレートを記入し、ソースユーザ端末に対し、これによりAMRレートを修正するよう要求する。ターゲットユーザ端末とソースユーザ端末との間で伝送されるRTPメッセージのフォーマットは、図6に示す通りである。また、表2は、CMRフィールドの具体的な内容を示す。ここから分かるように、AMRモード1は5.15 kbit/sであり、AMRモード2は5.90 kbit/sである。
Figure 2010288277
ステップ503で、ソースユーザ端末は、代わりにAMRモード2を採用して、ターゲットユーザ端末へ音声データを伝送する。
ここから分かるように、本発明によれば、セル内の無線リソースを有効に利用することができ、これにより、システムの容量とユーザ満足率を向上させる。具体的には、図7〜9は、本発明の解決手段を採用した後の効果を示す図であり、ここで、ユーザの初期状態は、QPSK 2/3モード、および、Half rateのAMRモード(即ち、AMRモード3、レートは6.7kbps)である。
図7aと図7bは、本発明の1つの実施例において、AMCおよびAMR制御を採用する前後のシステム容量および満足率の比較を示す図である。符号化調整を応用する前に、該システムに収容可能なユーザ数は263個であり、そのうち、満足するユーザは203個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は60個である。AMCおよびAMR制御を同時に採用して、符号化調整を行った後、該システムに収容可能なユーザ数は302個に増加し、そのうち、満足するユーザは285個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は17個である。上記の調整によれば、システム容量を14.8%向上させる。ユーザ満足率について、応用前のユーザ満足率は77.2%であり、応用後のユーザ満足率(斜線で表す)は94.4%である。
図8aと図8bは、本発明の1つの実施例において、AMR制御を採用する前後のシステム容量および満足率の比較を示す図である。符号化調整を応用する前に、満足するユーザは204個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は59個である。AMR制御だけを採用して、符号化調整を行った後、満足するユーザは254個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は16個である。上記の調整によれば、システム容量を2.7%向上させる。ユーザ満足率について、応用前のユーザ満足率は77.6%であり、応用後のユーザ満足率(斜線で表す)は94.1%である。
図9aと図9bは、本発明の1つの実施例において、AMC制御を採用する前後のシステム容量および満足率の比較を示す図である。符号化調整を応用する前に、満足するユーザは205個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は58個である。AMC制御だけを採用して、符号化調整を行った後、満足するユーザは233個であり、満足しないユーザ(斜線で表す)は67個である。上記の調整によれば、システム容量を14.1%向上させる。ユーザ満足率について、応用前のユーザ満足率は78.0%であり、応用後のユーザ満足率(斜線で表す)は78.0%である。
ここから分かるように、AMCおよびAMR制御を同時に採用することにより、システム容量およびユーザ満足率を同時に有効に向上させることができる。AMR制御だけを採用する場合、ユーザ満足率を有効に向上させ、システム容量を小幅に向上させることができる。AMC制御だけを採用する場合、システム容量を有効に向上させ、または、さらにユーザ満足率を小幅に向上させることができる。
さらに、本発明は、QoE測定結果に従って符号化調整を起動することができるユーザ端末も提供している。該ユーザ端末は、ユーザ体感品質(QoE)値を測定して、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較するQoE測定手段と、比較結果に従って、ソース符号化モードとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整するモード調整手段と、を含む。
具体的に、予め設定されたQoE閾値は第1閾値および第2閾値を含む。ここで、第1閾値(QoE_Overqualified)は、該ユーザ端末のQoEが良すぎないように制御することに用いられ、これにより、無線リソースを浪費しないようにする。言い換えれば、第1閾値はQoEの上限値である。第2閾値(QoE_Guaranteed)は、該ユーザ端末のQoEが悪すぎないように制御することに用いられ、これにより、通信品質に影響しないようにする。言い換えれば、第2閾値はQoEの下限値である。
また、本発明は、ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化システムを提供している。該符号化システムは、QoE値を測定して、測定されたQoE値と第1QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってチャネル符号化モードを調整し、調整結果を基地局に通知するユーザ端末と、ユーザ端末から送信された調整結果を受信し、調整結果に従って、該ユーザ端末のチャネル符号化モードを変更する基地局と、を含む。
測定されたQoE値が第1QoE閾値より大きい場合、ユーザ端末は、基地局に対し、該端末のチャネル符号化モードを高次に上げるよう通知する。さらに、測定されたQoE値が第2QoE閾値より小さい場合、ユーザ端末は、基地局に対し、該端末のチャネル符号化モードを低次に下げるよう通知してもよい。
また、本発明は、ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく他の符号化システムを提供している。該符号化システムは、QoE値を測定して、測定されたQoE値と第2QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってソース符号化レートを調整し、調整結果をソースユーザ端末に通知するターゲットユーザ端末と、ターゲットユーザ端末から送信された調整結果を受信し、調整結果に従って、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを変更するソースユーザ端末と、を含む。
測定されたQoE値が第2QoE閾値より小さい場合、ターゲットユーザ端末は、ソースユーザ端末に対し、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを増加させるよう通知する。さらに、測定されたQoE値が第1QoE閾値より大きい場合、ターゲットユーザ端末は、ソースユーザ端末に対し、該ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを低減するよう通知してもよい。
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (24)

  1. ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化方法であって、
    ターゲットユーザ端末でQoE値を測定して、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整し、調整後のソース符号化レートおよび/または調整後のチャネル符号化モードに従って、符号化を行う、
    ことを含むことを特徴とする符号化方法。
  2. 前記測定されたQoE値と前記予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、前記ソース符号化レートと前記チャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、
    前記予め設定されたQoE閾値を第1閾値とした場合、前記測定されたQoE値が前記第1閾値より大きいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第1閾値より大きい場合、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正して、前記ターゲットユーザ端末の前記QoE値の測定に戻る、
    ことを含むことを特徴とする請求項1に記載の符号化方法。
  3. 前記元のモードより高次のモードがAMCモードである場合、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記元のモードより高次のモードに修正することには、
    前記ターゲットユーザ端末が、チャネル品質インジケータ(CQI)を基地局にフィードバックし、前記基地局が、前記AMCモードを使用するユーザ数が上限値に達したかどうかを判断し、前記ユーザ数が前記上限値に達しない場合、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記AMCモードに設定し、前記ユーザ数が前記上限値に達した場合、前記ターゲットユーザ端末に通知する、
    ことを含むことを特徴とする請求項2に記載の符号化方法。
  4. 前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記元のモードより高次のモードに修正することには、
    前記ターゲットユーザ端末が、前記元のモードより高次のモードを選択して、前記元のモードより高次のモードを基地局に通知し、前記基地局が、通知に従って、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを修正する、
    ことを含むことを特徴とする請求項2に記載の符号化方法。
  5. 前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へ前記ソース符号化レートの低減を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って前記ターゲットユーザ端末の前記ソース符号化レートを修正し、前記ターゲットユーザ端末の前記QoE値の測定に戻る、
    ことをさらに含むことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の符号化方法。
  6. 前記ターゲットユーザ端末が前記ソースユーザ端末へ前記ソース符号化レートの低減を要求することには、
    前記ターゲットユーザ端末が、低減後のソース符号化レートを決定し、それをRTPメッセージのコーデックモードリクエスト(CMR)に付けて、前記ソースユーザ端末に送信する、
    ことを含むことを特徴とする請求項5に記載の符号化方法。
  7. 前記測定されたQoE値と前記予め設定されたQoE閾値とを比較し、比較結果に従って、前記ソース符号化レートと前記チャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、
    前記予め設定されたQoE閾値を第2閾値とした場合、前記測定されたQoE値が前記第2閾値より小さいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第2閾値より小さい場合、前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へ前記ソース符号化レートの増加を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って前記ターゲットユーザ端末の前記ソース符号化レートを修正し、前記ターゲットユーザ端末の前記QoE値の測定に戻る、
    ことを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の符号化方法。
  8. 前記ターゲットユーザ端末が前記ソースユーザ端末へ前記ソース符号化レートの増加を要求することには、
    前記ターゲットユーザ端末が、増加後の前記ソース符号化レートを決定し、それをRTPメッセージのコーデックモードリクエスト(CMR)に付けて、前記ソースユーザ端末に送信する、
    ことを含むことを特徴とする請求項7に記載の符号化方法。
  9. 前記ターゲットユーザ端末が基地局へ、前記チャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに修正することを要求して、前記ターゲットユーザ端末の前記QoE値の測定に戻る、
    ことをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の符号化方法。
  10. 前記元のモードがAMCモードである場合、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記元のモードより低次のモードに修正することには、
    前記ターゲットユーザ端末が最低レベルのCQIを前記基地局にフィードバックし、前記基地局が前記CQIを受信した後、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記AMCモードにおける最低次のモードに設定する、
    ことを含むことを特徴とする請求項9に記載の符号化方法。
  11. 前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを前記元のモードより低次のモードに修正することには、
    前記ターゲットユーザ端末が、前記元のモードより低次のモードを選択して、前記元のモードより低次のモードを前記基地局に通知し、前記基地局が通知に従って、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを修正する、
    ことを含むことを特徴とする請求項9に記載の符号化方法。
  12. 前記第1閾値または前記第2閾値が、ユーザタイプ、受け付けられるサービスタイプ、現在のサービス状態、およびサービス優先度の少なくとも1つのパラメータに従って設定される、
    ことを特徴とする請求項7に記載の符号化方法。
  13. ユーザが特定の加入者グループのメンバーであるかどうかに従って、前記第1閾値または前記第2閾値を設定する、ことをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の符号化方法。
  14. 前記QoE値が音声の平均オピニオン評点(MOS)である、ことを特徴とする請求項1に記載の符号化方法。
  15. ユーザ端末であって、
    ユーザ体感品質(QoE)値を測定して、測定されたQoE値と予め設定されたQoE閾値とを比較するQoE測定手段と、
    比較結果に従って、ソース符号化モードとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整するモード調整手段と、
    を含むことを特徴とする端末。
  16. ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化システムであって、
    QoE値を測定して、測定されたQoE値と第1QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってチャネル符号化モードを調整し、調整結果を基地局に通知するユーザ端末と、
    前記ユーザ端末から送信された前記調整結果を受信し、前記調整結果に従って、前記ユーザ端末の前記チャネル符号化モードを変更する前記基地局と、
    を含むことを特徴とするシステム。
  17. 前記ユーザ端末は、前記測定されたQoE値が前記第1QoE閾値より大きい場合、前記ユーザ端末の前記チャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに変更する、ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  18. 前記ユーザ端末は、さらに、前記測定されたQoE値が第2QoE閾値より小さい場合、前記ユーザ端末の前記チャネル符号化モードを元のモードより低次のモードに変更する、ことを特徴とする請求項16または17に記載のシステム。
  19. ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づく符号化システムであって、
    QoE値を測定して、測定されたQoE値と第2QoE閾値とを比較し、比較結果に従ってソース符号化モードを調整し、調整結果をソースユーザ端末に通知するターゲットユーザ端末と、
    前記ターゲットユーザ端末から送信された前記調整結果を受信し、前記調整結果に従って、前記ターゲットユーザ端末のソース符号化レートを変更する前記ソースユーザ端末と、
    を含むことを特徴とするシステム。
  20. 前記ターゲットユーザ端末は、前記測定されたQoE値が前記第2QoE閾値より小さい場合、前記ターゲットユーザ端末の前記ソース符号化レートを増加させる、ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
  21. 前記ターゲットユーザ端末は、さらに、前記測定されたQoE値が第1QoE閾値より大きい場合、前記ターゲットユーザ端末の前記ソース符号化レートを低減する、ことを特徴とする請求項19または20に記載のシステム。
  22. ユーザ体感品質(QoE)の測定に基づくリソース割り当て方法であって、
    ターゲットユーザ端末でQoE値を測定して、測定されたQoE値に従って、ソース符号化レートとチャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整し、調整後のソース符号化レートおよび/または調整後のチャネル符号化モードに従って、データ伝送に必要な無線リソースを決定する、
    ことを含むことを特徴とする方法。
  23. 前記測定されたQoE値に従って、前記ソース符号化レートと前記チャネル符号化モードとの少なくとも1つを調整することには、
    前記測定されたQoE値と第1QoE閾値とを比較し、前記測定されたQoE値が前記第1QoE閾値より大きいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第1QoE閾値より大きい場合、前記ターゲットユーザ端末の前記チャネル符号化モードを元のモードより高次のモードに修正し、あるいは、
    前記測定されたQoE値と第2QoE閾値とを比較し、前記測定されたQoE値が前記第2QoE閾値より小さいかどうかを判断し、前記測定されたQoE値が前記第2QoE閾値より小さい場合、前記ターゲットユーザ端末がソースユーザ端末へ前記ソース符号化レートの増加を要求し、前記ソースユーザ端末が該要求に従って、前記ターゲットユーザ端末の前記ソース符号化レートを修正する、
    ことを含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。
  24. 前記調整後のソース符号化レートおよび/または前記調整後のチャネル符号化モードに従って、前記データ伝送に必要な前記無線リソースを決定することには、
    前記ソース符号化レートおよび/または前記チャネル符号化モードに従って、必要なリソースブロックの数を決定して、前記ターゲットユーザ端末に前記リソースブロックを割り当てて、前記データ伝送を行う、
    ことを含むことを特徴とする請求項22または23に記載の方法。
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