TWI416900B - 用以配置資訊至一通信系統之通道之方法及裝置 - Google Patents

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用以配置資訊至一通信系統之通道之方法及裝置
本發明大體係關於資訊經由通信系統之遞送,且更具體言之,係關於資訊單元之分割以使其匹配恆定位元速率通信鏈路之實體層封包。
對多媒體資料經由各種通信網路遞送的需求日益增加。舉例而言,消費者期望串流視訊經由各種諸如網際網路、有線線路及無線網路之通信通道遞送。多媒體資料可為不同格式及資料傳輸率,且各種通信網路使用用於即時資料經由其各自通信通道傳輸之不同機制。
一種已為常見之通信網路為用於無線通信之行動無線網路。無線通信系統具有許多應用,包括(例如)蜂巢式電話、傳呼、無線區域迴路、個人數位助理(PDA)、網際網路電話及衛星通信系統。尤其重要之應用為用於行動用戶之蜂巢式電話系統。如本文所使用,術語“蜂巢式”系統包含蜂巢式與個人通信服務(PCS)頻率兩者。已為此等蜂巢式電話系統開發了各種無線下載介面(over-the-air interface),包括分頻多重接取(FDMA)、分時多重接取(TDMA)及分碼多重接取(CDMA)。
已建立了不同之國內及國際標準以支援各種無線電介面,其包括(例如)先進式行動電話服務(AMPS)、全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、臨時標準95(IS-95)及其衍生標準(IS-95A、IS-95B、ANSI J-STD-008(本文中經常統稱為IS-95))及新興的高資料傳輸速率系統,該等系統諸如cdma2000、全球行動電信服務(UMTS)及寬頻CDMA(WCDMA)。此等標準係由電信工業協會(TIA)、第三代行動通訊夥伴合作計畫(3GPP)、歐洲電信標準學會(ETSI)及其他已知標準團體所頒佈。
諸如蜂巢式電話網路之行動無線網路之使用者或客戶樂意經由無線通信鏈路接收諸如視訊、多媒體及網際網路協定(IP)之串流媒體。舉例而言,客戶期望能夠在其蜂巢式電話或其他攜帶型無線通信裝置(device)上接收串流視訊,諸如電話會議或電視廣播。客戶期望利用其無線通信裝置接收之資料類型之其他實例包括多媒體多點播送/廣播及網際網路接取。
存在不同類型之多媒體資料源及不同類型之通信通道,在該等通信通道上期望傳輸串流資料。舉例而言,多媒體資料源可以恆定位元速率(CBR)或可變位元速率(VBR)產生資料。此外,通信通道可以CBR或VBR傳輸資料。下文之表1列出資料源與通信通道之各種組合。
通信通道通常以組塊(chunk)傳輸資料,吾人將其稱為實體層封包或實體層訊框。由多媒體源所產生之資料可為連續位元組流,諸如使用mu-law或A-law而編碼之聲音訊號。更通常地,由多媒體源所產生之資料以稱作資料封包之位元組群的形式存在。舉例而言,MPEG-4視訊編碼器將視覺資訊壓縮為一連串資訊單元,吾人在本文中將其稱為視訊訊框。通常藉由該編碼器以通常為25 Hz或30 Hz之恆定視訊訊框速率將視覺資訊進行編碼,且必須藉由解碼器以相同速率再現該視覺資訊。視訊訊框週期為兩視訊訊框之間之時間,且可將其作為該視訊訊框速率之逆數來計算,例如,40 ms之視訊訊框週期對應於25 Hz之視訊訊框速率。將每一視訊訊框編碼成可變數量之資料封包,且將所有該等資料封包傳輸至解碼器。若資料封包之一部分丟失,則該解碼器無法使用該封包。另一方面,即使某些資料封包丟失,該解碼器仍可重構視訊訊框,但是以所得視訊序列中之某品質降級為代價。因此,每一資料封包含有視訊訊框之描述之一部分,且封包之數量因此自一視訊訊框至另一視訊訊框為可變的。
在一源以恆定位元速率產生資料且一通信通道以恆定速率傳輸資料時之情況下,假設通信通道資料傳輸率至少與源資料傳輸率一樣快或若該等兩資料傳輸率另外匹配,則有效地利用了通信系統資源。換言之,若該源之恆定資料傳輸率與該通道之恆定資料傳輸率相同,則可完全利用該通道之資源,且可無延遲地傳輸源資料。同樣,若該源以可變速率產生資料且該通道以可變速率傳輸,則只要通道資料傳輸率可支援源資料傳輸率,則該等兩資料傳輸率可為匹配的,且此外,充分利用了該通道之資源,且可無延遲地傳輸所有源資料。
若該源以恆定資料傳輸率產生資料且該通道為可變資料傳輸率通道,則通道資源可能不會得以盡可能有效地利用。舉例而言,在此失配之情況下,統計多工增益(SMG)與匹配之CBR通道上之CBR源之情況下的統計多工增益相比較小。當在多個使用者之間使用或多工相同通信通道時,產生統計多工增益。舉例而言,當使用通信通道來傳輸聲音時,揚聲器通常並不連續講話。意即,將存在自揚聲器之"講話"迸發(spurt)、繼之以寂靜(傾聽)。若"講話"迸發與寂靜之時間比率為(例如)1:1,則平均起來相同之通信通道可得以多工且可支援兩個使用者。但是在資料源具有恆定資料傳輸率且經由可變速率通道來遞送之情況下,不存在SMG,因為不存在可由另一使用者來使用該通信通道的時間。意即,對於CBR源而言,在"寂靜"期間不存在中斷。
上文在表1中所述之最後一情況係多媒體資料源為諸如多媒體資料流(如視訊)之可變位元速率流、且其係經由具有恆定位元速率之諸如具有恆定位元速率分配之無線電通道的通信通道來傳輸時的情形。在此情況下,通常會在源與通信通道之間引入延遲,從而創建資料之"迸發",使得可有效利用該通信通道。換言之,可變速率資料流儲存於一緩衝器中,且其經延遲得足夠長,使得可以恆定資料傳輸率排空該緩衝器之輸出,以匹配固定資料傳輸率之通道。該緩衝器需要儲存或延遲足夠資料,使得其能夠保持恆定輸出而不"排空"該緩衝器,因此CBR通信通道得以完全利用,且未浪費該通信通道之資源。
編碼器根據視訊訊框週期而週期性地產生視訊訊框。視訊訊框由資料封包組成,且一視訊訊框中之總資料量為可變的。視訊解碼器必須以由編碼器所使用之相同視訊訊框速率再現該等視訊訊框,以為觀察者確保可接受之結果。具有可變資料量之視訊訊框以恆定視訊訊框速率且經由恆定速率通信通道之傳輸可導致無效率。舉例而言,若一視訊訊框中之總資料量太大而不能以通道之位元速率在視訊訊框週期內傳輸,則解碼器可能不會根據視訊訊框速率及時接收整個訊框以將其再現。實務上,使用通信量整形緩衝器(traffic shaping buffer)來使此等大變化平滑以用於經由恆定速率通道遞送。若將藉由解碼器來保持恆定視訊訊框速率,則以此方式會在再現視訊中引入延遲。
另一問題為:若單一實體層封包中含有來自多個視訊訊框之資料,則單一實體層封包之丟失會導致多個視訊訊框之降級。甚至對於資料封包接近於實體層封包大小之情形,一實體層封包之丟失可導致多個視訊訊框之降級。
因此,在此項技術中存在對以下技術及裝置之需要:其可改良可變資料傳輸率多媒體資料經由無線通信通道之傳輸。
本文中所揭示之實施例處理上述之用以改良資訊經由無線通信通道之傳輸之需要。此等技術包括:判定在一資訊單元之一間隔或週期期間在一無線通信系統中發生之傳輸之數量。將該資訊單元分割成若干部分或片斷,其中片斷之數量等於或小於在該資訊單元間隔期間之傳輸的數量。另一態樣為:判定用於傳輸資訊之可用通信通道,且判定該等可用通道之可能實體層封包大小。將一資訊單元分割成若干部分或片斷,其中選擇該等部分之大小,以便使其不超過該等可用通信通道之實體層封包大小之一者。該等技術可用於各種類型之資訊,諸如多媒體資料、可變位元速率資料流、視訊資料或音訊資料。該等技術亦可與各種無線下載介面一起來使用,該等無線下載介面諸如全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、或基於CDMA之標準,該等標準諸如TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、cdma2000、寬頻CDMA(WCDMA)及其他標準。
另一態樣包括用於經由無線通信系統傳輸多媒體資料之技術。此等技術包括:判定用於傳輸多媒體資料之可用通信通道;及判定該等可用通道之可能資料封包大小。將一多媒體資料訊框分割成若干稱作"片斷"之部分,其中選擇一片斷之大小,以便使其匹配該等可用通信通道之資料封包大小之一者。在本文中使用之用於視訊之用詞"多媒體訊框"意謂解碼後可在顯示裝置上顯示/再現之視訊訊框。一視訊訊框可經進一步分成若干獨立可解碼單元。在視訊用語中,將此等單元稱作"片斷"。在音訊及語音之情況下,本文中所使用之術語"多媒體訊框"意謂一時間窗中之資訊,經由該時間窗為傳送及解碼而在接收器處壓縮語音或音訊。本文中所使用之用詞"資訊單元間隔"代表上述多媒體訊框之持續時間。舉例而言,在視訊之情況下,資訊單元間隔在每秒10個訊框之視訊的情況下為100毫秒。另外,作為一實例,在語音之情況下,該資訊單元間隔在cdma2000、GSM及WCDMA中通常為20毫秒。自此描述,應很明顯看出:通常,音訊/語音訊框未經進一步分成獨立可解碼單元,且通常,視訊訊框經進一步分成可獨立解碼之片斷。當用詞"多媒體訊框"、"資訊單元間隔"等係指視訊、音訊與語音之多媒體資料時,從本文來看,它應很明顯。
另一態樣包括:判定在一資訊單元之一間隔期間發生之傳輸之數量,然後將資訊單元分割成許多對應於在該資訊單元間隔期間之傳輸之數量的部分或片斷,且將每一片斷分配至一對應傳輸。舉例而言,若通信系統為時槽通信系統,其中將一資料傳輸分成以給定間隔或時槽傳輸之實體層封包,則判定了對應於一資訊單元間隔之時槽之數量。然後將該資訊單元分割成許多片斷,其數量等於在該資訊單元間隔期間發生之時槽之數量。然後將該等片斷分配至在該等對應時槽期間傳輸之實體層封包。另一態樣為:資訊單元分割物或片斷之大小經調節成使得其匹配在一時槽期間傳輸之實體層封包大小。
又一態樣為:配置至多個資訊單元之時槽可在各自單元之間得以共用。舉例而言,在兩連續資訊單元間隔期間發生之時槽可在此等兩資訊單元之間得以共用。意即,若該等資訊單元之一者較另一者包括更多資料,則可將通常將配置至較小資訊單元之時槽分配至較大資訊單元。以此方式,可保持資訊單元之平均速率,而個別資訊單元可使用額外時槽來傳輸資訊,藉此增加峰值速率(或給定資訊單元之最大大小)。此方法有益於藉由允許使I訊框大於P訊框來改良視覺品質。
該等技術亦可與各種無線下載介面一起來使用。舉例而言,該等技術可與以下標準一起來使用:全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、或基於CDMA之標準,該等標準諸如TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、cdma2000、寬頻CDMA(WCDMA)及其他標準。
該等技術可用於各種類型之資訊。可與該等技術一起使用之資訊類型之實例包括可變位元速率資料流、多媒體資料、視訊資料或音訊資料。
自以下藉由實例說明本發明之態樣之例示性實施例的描述,應顯而易見本發明之其他特徵及優勢。
本文中所使用之詞語"例示性"意謂"用作一實例、實體或說明"。本文中作為"例示性"而描述之任何實施例未必被解釋為比其他實施例較佳或有利。
本文中所使用之詞語"串流"意謂在會話、單點播送及廣播應用中本質上連續之多媒體資料(諸如音訊、語音或視訊資訊)經由專用或共用通道之即時遞送。本文所使用之用於視訊之用詞"多媒體訊框"意謂解碼後可在顯示裝置上顯示/再現之視訊訊框。一視訊訊框可經進一步分成若干獨立可解碼單元。在視訊用語中,此等單元稱作"片斷"。在音訊及語音之情況下,本文中所使用之術語"多媒體訊框"意謂一時間窗中之資訊,經由該時間窗為傳送及解碼而在接收器處壓縮語音或音訊。本文中所使用之用詞"資訊單元間隔"代表上述多媒體訊框之持續時間。舉例而言,在視訊之情況下,資訊單元間隔在每秒10個訊框之視訊的情況下為100毫秒。另外,作為一實例,在語音之情況下,該資訊單元間隔在cdma2000、GSM及WCDMA中通常為20毫秒。自此描述,應很明顯看出:通常,音訊/語音訊框未經進一步分成獨立可解碼單元,且通常,視訊訊框經進一步分成獨立可解碼之片斷。當用詞"多媒體訊框"、"資訊單元間隔"等係指視訊、音訊與語音之多媒體資料時,從本文來看,它應很明顯。
本發明描述用以改良資訊經由無線通信通道之傳輸的技術。此等技術包括:判定在一資訊單元之一間隔期間在一無線通信系統中發生之傳輸之數量。將資訊單元中之資料分割成若干片斷,其中片斷之數量等於或小於在該資訊單元間隔期間之傳輸之數量。另一態樣為:判定用於傳輸資訊之可用通信通道,且判定該等可用通道之可能實體層封包大小。將一資訊單元分割成若干片斷,其中選擇該等片斷之大小,以便使其不超過該等可用通信通道之實體層封包大小之一者。該等技術可用於各種類型之資訊,諸如多媒體資料、可變位元速率資料流、視訊資料或音訊資料。該等技術亦可與各種無線下載介面一起來使用,該等無線下載介面諸如全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、或基於CDMA之標準,該等標準諸如TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、cdma2000、寬頻CDMA(WCDMA)及其他標準。
在一實施例中,該等技術係用於經由無線通信系統傳輸多媒體資料。此等技術包括:判定用於傳輸多媒體資料之可用通信通道;及判定該等可用通道之可能資料封包大小。將一多媒體資料訊框分割成若干稱作"片斷"之部分,其中選擇一片斷之大小,以便使其不超過該等可用通信通道之資料封包大小之一者。藉由選擇一片斷之大小以使得其不超過一可用通信通道之大小,使該片斷之大小與該通道之大小"匹配"。
所描述之技術包括:判定在一資訊單元之一間隔或週期期間發生之傳輸之數量,然後將資訊單元分割為許多對應於在該資訊單元間隔期間之傳輸之數量的部分或片斷,且將每一片斷分配至一對應傳輸。舉例而言,若通信系統為時槽通信系統,其中將一資料傳輸分成以給定間隔或時槽傳輸之實體層封包,則判定了對應於一資訊單元間隔或週期之時槽的數量。然後將該資訊單元分割成許多片斷,其數量等於在該資訊單元間隔期間發生之時槽之數量。然後將該等片斷分配至在該等對應時槽期間傳輸之實體層封包。另一態樣為:資訊單元分割物或片斷之大小經調節成使得其匹配在一時槽期間傳輸之實體層封包大小。
配置至多個資訊單元之時槽可在各自單元之間得以共用。舉例而言,在兩連續資訊單元間隔期間發生之時槽可在此等兩資訊單元之間得以共用。意即,若該等資訊單元之一者較另一者包括更多資料,則可將通常將配置至較小資訊單元之時槽分配至較大資訊單元。以此方式,可保持資訊單元之平均速率,而個別資訊單元可使用額外時槽來傳輸資訊,藉此增加峰值速率(或給定資訊單元之最大大小)。此方法有益於藉由允許使I訊框大於P訊框來改良視覺品質。
一般而言,資訊源具有可變熵,意即,其產生包括不同資料量之資訊單元。該資訊源可以恆定速率或預定速率產生資訊單元。此外,資訊單元可稱為訊框。
本發明亦提供用於自有線網路上之內容伺服器或源至行動物(mobile)傳輸諸如可變位元速率資料、多媒體資料、視訊資料、語音資料或音訊資料之資訊之協定及格式的實例。所描述之技術可應用於任何類型之多媒體應用,諸如單點播送串流、會話及廣播串流應用。舉例而言,該等技術可用於傳輸諸如視訊資料(諸如有線線路串流上之內容伺服器至無線行動物)之多媒體資料、以及其他多媒體應用,該等多媒體應用諸如廣播/多點播送服務、或諸如兩行動物間之視訊電話之音訊及會話服務。
圖1展示根據本發明而建構之通信系統100。通信系統100包括基礎結構101、多個無線通信裝置(WCD)104與105及陸線通信裝置122與124。該等WCD亦稱為行動台(MS)或行動物。一般而言,WCD可為行動的或固定的。陸線通信裝置122及124可包括(例如)服務節點或內容伺服器,其提供各種類型之諸如串流資料之多媒體資料。此外,MS可傳輸諸如多媒體資料之串流資料。
基礎結構101亦可包括其他組件,諸如基地台102、基地台控制器106、行動交換中心108、交換網路120及其類似物。在一實施例中,基地台102與基地台控制器106整合,且在其他實施例中,基地台102與基地台控制器106為獨立組件。可使用不同類型之交換網路120以在通信系統100中投送訊號,例如,IP網路或公眾交換電話網路(PSTN)。
術語"前向鏈路"或"下行鏈路"係指自基礎結構101至MS之訊號路徑,且術語"反向鏈路"或"上行鏈路"係指自MS至基礎結構之訊號路徑。如圖1所示,MS 104與105在前向鏈路上接收訊號132及136,且在反向鏈路上傳輸訊號134及138。一般而言,自MS 104及105而傳輸之訊號意欲在諸如另一遠端單元之另一通信裝置或陸線通信裝置122及124處得以接收,且經由IP網路或交換網路120來投送。舉例而言,若自起始WCD 104而傳輸之訊號134意欲藉由目標MS 105得以接收,則該訊號係經由基礎結構101來投送,且在前向鏈路上將訊號136傳輸至目標MS 105。同樣,可將在基礎結構101中所起始之訊號廣播至MS 105。舉例而言,內容提供者可將諸如串流多媒體資料之多媒體資料發送至MS 105。通常,一諸如MS或陸線通信裝置之通信裝置可為該等訊號之起始器與其目標兩者。
MS 104之實例包括蜂巢式電話、無線通信啟用個人電腦、及個人數位助理(PDA)及其他無線裝置。可設計通信系統100以支援一或多個無線標準。舉例而言,該等標準可包括稱為以下標準之標準:全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、cdma2000、寬頻CDMA(WCDMA)及其他標準。
圖2為說明用於經由無線網路遞送封包資料之一例示性封包資料網路及各種無線電介面選項之方塊圖。所描述之技術可實施於諸如圖2中所說明之網路的封包交換資料網路200中。如圖2中之實例所示,封包交換資料網路系統可包括一無線通道202、複數個接收節點或MS 204、一發送節點或內容伺服器206、一服務節點208及一控制器210。發送節點206可經由諸如網際網路之網路212而耦接至服務節點208。
服務節點208可包含(例如)封包資料服務節點(PDSN)或服務GPRS支援節點(SGSN)及閘道器GPRS支援節點(GGSN)。服務節點208可自發送節點206接收封包資料,且可使資訊封包提供給控制器210。控制器210可包含(例如)基地台控制器/封包控制功能(BSC/PCF)或無線網路控制器(RNC)。在一實施例中,控制器210經由無線接取網路(RAN)而與服務節點208進行通信。控制器210與服務節點208進行通信,且經由無線通道202將資訊封包傳輸至諸如MS之接收節點204之至少一者。
在一實施例中,服務節點208或發送節點206或兩者亦可包括一用於將資料流進行編碼之編碼器或一用於將資料流進行解碼之解碼器或兩者。舉例而言,該編碼器可將視訊流進行編碼且藉此產生可變大小之資料訊框,且該解碼器可接收可變大小之資料訊框且將其進行解碼。因為該等訊框具有可變大小,但是視訊訊框速率恆定,所以會產生一可變位元速率資料流。同樣,MS可包括一用於將資料流進行編碼之編碼器或一用於將所接收之資料流進行解碼之解碼器或兩者。術語"編碼解碼器"係用於描述編碼器與解碼器之組合。
在圖2中所說明之一實例中,來自連接至網路或網際網路212之發送節點206之資料(諸如多媒體資料)可經由服務節點或封包資料服務節點(PDSN)206及控制器或基地台控制器/封包控制功能(BSC/PCF)208而發送至接收節點或MS 204。MS 204與BSC/PCF 210之間之無線通道202介面為無線電介面,且其通常可使用許多用於訊號傳輸及承載或有效負載資料之通道。
無線電介面
無線電介面202可根據許多無線標準之任何標準運作。舉例而言,該等標準可包括:基於TDMA或FDMA之標準,諸如全球行動通信系統(GSM)、整體封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE);或基於CDMA之標準,諸如TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、cdma2000、寬頻CDMA(WCDMA)及其他標準。
在基於cdma2000之系統中,可在多個通道上傳輸資料,例如,可在一通常用於傳輸聲音之基本通道(FCH)、一專用控制通道(DCCH)、一補充通道(SCH)及一封包資料通道(PDCH)以及其他通道上傳輸資料。
該FCH提供一用於以(例如)全速率、半速率、四分之一速率及八分之一速率之多個固定速率傳輸語音之通信通道。該FCH提供此等速率,且當使用者之語音活動需要小於全速率之速率以達成目標聲音品質時,系統藉由使用較低資料傳輸率之一者來減少對該系統中其他使用者之干擾。降低源速率以增加系統容量之益處在CDMA網路中已為吾人熟知。
DCCH類似於FCH,但是僅以兩固定速率之一者提供全速率通信量,該等兩固定速率為無線組態3(RC3)中之9.6 kbps及無線組態5(RC5)中之14.4 kbps。此稱作1x通信量速率。在cdma2000中,SCH可經組態以提供以1x、2x、4x、8x及16x之通信量速率。當不存在待傳輸之資料時,DCCH與SCH都可停止傳輸(意即,不傳輸任何資料,亦稱為dtx),以確保減少對系統中其他使用者之干擾,或保持於基地台傳輸器之傳輸功率預算之內。PDCH可經組態以傳輸為n*45位元組之資料封包,其中n={1、2、4、8}。
FCH及DCCH通道為資料通信提供恆定延遲及低資料封包丟失,(例如)以啟用會話服務。SCH及PDCH通道提供多個固定位元速率通道,該等固定位元速率通道較FCH及DCCH提供更高之頻寬,例如,300 kbps至3 Mbps。SCH及PDCH亦具有可變延遲,因為此等通道在許多使用者之間得以共用。在SCH之情況下,多個使用者經及時多工,此視系統負載而引入不同延遲量。在PDCH之情況下,頻寬及延遲取決於(例如)無線狀況、協商之服務品質(QoS)及其他排程考慮。類似之通道可用於基於TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、UMTS及寬頻CDMA(WCDMA)之系統中。
應注意,FCH提供多個固定位元資料傳輸率(全速率、半速率、四分之一速率及八分之一速率)以保留由聲音使用者所需之功率。通常,當待傳輸之訊號之時間-頻率結構允許較高之壓縮而未過度損害品質時,聲音編碼器或音碼器將使用較低之資料傳輸率。此技術通常稱為源受控可變位元速率聲音編碼(vocoding)。因此,在基於TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、IS2000、HRPD、UMTS、cdma2000或寬頻CDMA(WCDMA)之系統中,存在可用於傳輸資料之多個固定位元速率通道。
在基於CDMA(諸如cdma2000)之系統中,通信通道經分成一連續"槽"流。舉例而言,該等通信通道可經分成20 ms之區段或時槽。此亦稱作"傳輸時間間隔"(TTI)。將在此等時槽期間傳輸之資料組裝成封包,其中資料封包之大小取決於通道之可用資料傳輸率或頻寬。因此,在任何個別時槽期間,有可能存在經由各自通信通道傳輸之個別資料封包。舉例而言,在單一時槽期間,一資料封包可在DCCH通道上傳輸,且一不同之資料封包可同時在SCH通道上傳輸。
同樣,在一基於GSM或GPRS或EDGE之系統中,資料可使用一訊框內之多個時槽在BSC 208與MS 204之間傳輸。圖3為說明GSM無線電介面中之兩無線訊框302及304之方塊圖。如圖3中所示,GSM無線電介面無線訊框302與304各經分成八個時槽。將個別時槽分配至系統中之特定使用者。此外,GSM傳輸及接收使用兩不同頻率,且前向鏈路及反向鏈路偏移了三個時槽。舉例而言,在圖3中,下行鏈路無線訊框302在時間t0 處開始且將以一頻率來傳輸,且上行鏈路無線訊框304在稍後時間處開始且將以一不同頻率來傳輸。下行鏈路無線訊框302自上行鏈路無線訊框偏移了三個時槽TS0-TS2。使下行鏈路無線訊框與上行鏈路無線訊框之間具有偏移會允許無線通信裝置或終端機能夠在不必同時能夠傳輸及接收的情況下運作。
GSM無線通信裝置或終端機中之進步已導致了可在相同無線訊框期間接收多個時槽之GSM終端機。此等稱作"多槽分級",且其可在全文以引用之方式倂入本文中的3GPP TS 45.002之Annex B中得以發現。因此,在一基於GSM或GPRS或EDGE之系統中,存在可用於傳輸資料之多個固定時槽。
封包資料網路模型
圖4為說明用於無線通信系統中封包資料之協定堆疊的圖。根據傳統之OSI分層慣例,來自主機404中之編碼器/解碼器(編碼解碼器)402之應用資料在RTP/UDP/IP/PPP層406中得以封裝以供IP傳輸。該資料穿過PDSN 206及無線網路(RN)208之OSI層(諸如基地台控制器/封包控制功能)而到達MS 204,其中編碼解碼器410解壓縮該資料。
例如視訊編碼器之多媒體編碼器可產生可變大小之多媒體訊框。舉例而言,在諸如MPEG-4之某些視訊壓縮技術中,每一新的視訊訊框包括用於顯示視訊序列之下一訊框之資訊。在一基於此類型之技術之系統中,視訊訊框通常可具有兩種類型:I訊框或P訊框。I訊框為類似於JPEG檔案之自含式,因為每一I訊框含有顯示一完整訊框所需之所有資訊。相反,P訊框通常包括相對於先前訊框之資訊,諸如相對於先前訊框之微分資訊,如運動向量。因此,因為P訊框依賴於先前訊框,所以P訊框不為自含式,意即,其不能自解碼。視內容及編碼器設定而定,典型的I訊框比P訊框大(例如)約8至10倍。
以下為一視訊訊框之某些典型之語法元素。在諸如H.263、H.263+、MPEG-4及AVC/H.264之不同編碼解碼器中存在細微差異,但是此等差異並不與所描述之技術實質性關聯。圖5為說明使用典型語法來識別流之各種部分之視訊訊框502之編碼視訊流的圖。
.start_code(SC)504:每一視訊訊框以唯一模式啟動,使得可在一位元流中識別一視訊訊框之啟動。術語start_code通常係用於意謂"視訊訊框啟動碼",因為存在許多類型之啟動碼。
.Frame_Header(FH)506:一連串指定其餘有效負載之解釋的位元。其中,標頭含有定時資訊(對於MPEG-4而言,此等欄位稱作modulo_time_base及vop_time_increment)。
.Video_packet/Slice 508:形成一視訊訊框之獨立可解碼區域之一或多個巨集區塊(macroblock)的集合。
.Resync_marker(RM)510:一連串使一適應解碼器(compliant decoder)能夠定位video_packet之開始之唯一位元。
.Slice_header(S)512:一連串指定給定片斷或視訊封包中之其餘有效負載之解釋的位元。其中,片斷標頭含有第一巨集區塊在一視訊訊框中之位址。舉例而言,在176x144像素之經排列為16x16像素之11x9巨集區塊的QCIF大小訊框中,巨集區塊"11"將位於第二(2n d )列與第一(1s t )行。
視訊封包或片斷508可為可變長度或大小,且通常係使用可變長度碼(VLC)來編碼。在傳輸之後,將所接收之片斷進行解碼。若(例如)歸因於通道誤差而對於片斷508中之任何巨集區塊發生解碼誤差,則片斷508中之所有剩餘巨集區塊可能不會被正確地解碼。可在位元流中定位resync_marker 510或start_code 512之後重新啟動正確解碼。一用以處理此問題之技術包括於MPEG-4中,其允許使用可逆VLC(RVLC),其中在發現resync_marker或start_code之後,可藉由以反序將巨集區塊進行解碼而自一流中之先前片斷508將某些巨集區塊進行解碼。RVLC添加編碼耗用及複雜性,且通常不用於諸如視訊之許多應用中,且在區塊誤差存在下之任何品質改良仍在被評估。
為克服一些此等問題,在一實施例中,可獨立地將每一視訊片斷進行解碼,且選擇視訊片斷大小且將其進行編碼,使得其匹配一實體層資料封包之大小。意即,約束該視訊片斷大小,使得已編碼之片斷含有與可用通信通道之實體層資料封包之資料位元數量相同或較少之資料位元數量。如下文進一步所述,約束編碼器以使得片斷大小匹配實體層資料封包大小係有利的。圖6展示以AVC/H.264而編碼之視訊序列之片斷大小的直方圖,其中最大大小經約束或限制至189位元組。應注意,通常並不將編碼器約束成以具有預定最大片斷大小。
VBR效能考慮
諸如視訊之可變位元速率(VBR)多媒體資料通常包括共同特徵。舉例而言,通常藉由一諸如相機之感應器以恆定訊框速率俘獲視訊資料。多媒體傳輸器通常需要一具有上限之有限處理時間,以將視訊流進行編碼。多媒體接收器通常需要一具有上限之有限處理時間,以將視訊流進行解碼。
通常需要以與產生多媒體訊框之訊框速率相同的訊框速率來重構該等多媒體訊框。舉例而言,在視訊之情況下,需要以與視訊在感應器或相機處被俘獲之速率相同的速率,來顯示所重構之視訊訊框。使重構速率與俘獲速率相同會使得更易於與其他多媒體元件同步,例如,使視訊流與伴隨之音訊或語音流同步得以簡化。
在視訊之情況下,自人類感知之觀點來看,通常需要保持一致之品質等級。處理品質上具有波動之連續多媒體流比處理一致品質之多媒體流通常會更令人厭煩且疲憊。舉例而言,處理一包括諸如凍結訊框及"塊效應(blockiness)"之品質缺陷之視訊流通常會令人厭煩。
圖7為說明當使用RTP/UDP/IP協定經由無線鏈路傳輸諸如視訊資料之多媒體資料時存在之各種封裝層級的圖。如圖7所示,一視訊編碼解碼器產生一有效負載702,其包括描述一視訊訊框之資訊。有效負載702可由若干視訊封包(未圖示)組成。有效負載702被前置附加(pre-pend)Slice_Header(SH)704。因此,應用層資料封包705包括有效負載702及相關聯之Slice_Header 704。當該有效負載穿過一諸如網際網路之網路時,可添加額外之標頭資訊。舉例而言,可添加即時協定(RTP)標頭706、使用者資料元協定(UDP)標頭708及網際網路協定(IP)標頭710。此等標頭提供用於將該有效負載自其源投送至其目標之資訊。
一旦進入無線網路,就添加點對點協定(PPP)標頭712以提供用於將封包串行化成一連續位元流之成訊框資訊。然後,例如cdma2000中之RLP或W-CDMA中之RLC之無線鏈路協定,將該位元流包裝成RLP封包714。其中,該無線鏈路協定允許經由無線電介面而發送之封包的再傳輸及再定序。最終,無線電介面MAC層採取一或多個RLP封包714,將其包裝成MUX層封包716,且添加多工標頭(MUX)718。然後,一實體層封包通道編碼器添加一用以偵測解碼誤差之檢查和(CRC)720及一尾部部分722,從而形成一實體層封包725。
圖7中所說明之連續的不協調的封裝對多媒體資料之傳輸具有若干後果。一此後果為:可能會在應用層資料封包705與實體層封包725之間存在失配。由於此失配,每當一含有一或多個應用層封包705之若干部分之實體層封包725丟失時,對應之整個應用層705會丟失。因為單一應用層資料封包705之若干部分可包括於一個以上之實體層資料封包725中,所以丟失一實體層封包725可導致整個應用層封包705的丟失,因為需要將整個應用層資料封包705進行正確地解碼。另一後果為:若一個以上之應用層資料封包705之若干部分包括於一實體層資料封包725中,則單一實體層資料封包725之丟失可導致一個以上之應用層資料封包705之丟失。
圖8為說明將諸如多媒體資料封包之應用資料封包705習知配置成實體層資料封包725之實例的圖。圖8中所示為兩應用資料封包802及804。舉例而言,該等應用資料封包可為多媒體資料封包,每一資料封包802及804可代表一視訊訊框。圖8中所說明之不協調的封裝可導致具有來自單一應用資料封包或來自一個以上之應用資料封包之資料的實體層封包。如圖8所示,第一實體層資料封包806可包括來自單一應用層封包802之資料,而第二實體層資料封包808可包括來自一個以上之應用資料封包802及804之資料。在此實例中,若在傳輸期間第一實體層資料封包806"丟失"或損壞,則單一應用層資料封包802會丟失。另一方面,若第二實體層封包808丟失,則兩應用資料封包802及804亦會丟失。
明確位元速率控制
使用稱為明確位元速率控制(EBR)之技術而非使用CBR或VBR可改良資訊單元經由CBR通道之傳輸。在EBR中,將諸如視訊流之資訊單元進行分割,使得該等資訊單元之應用層資料封包匹配一通信通道之實體層資料封包,資料將經由該通信通道傳送。舉例而言,在EBR中,可約束或組態編碼器,使得其輸出之每一應用層資料封包為一所要之大小且為獨立可解碼的。
EBR技術之實例經描述為實施於一基於CDMA之通信系統上,例如,基於cdma2000之通信系統。一基於cdma2000之通信系統包括用以傳輸資料之多個通道,其三個實例為一專用控制通道(DCCH)、一補充通道(SCH)及一封包資料通道(PDCH)。該DCCH為一開/關的低速率通道,其係專用於單一使用者。該SCH為一可變的高速率排程通道,其可在多個使用者之間得以共用。應注意,SCH稱作"可變"速率,但是其並非真正"可變速率"通道,實情為,其具有可經選擇之多個固定速率。該PDCH為一可變的高速率通道,其在多個使用者之間得以共用。以下為使用DCCH及SCH之EBR的實例及使用PDCH之EBR的另一實例。
使用DCCH及V-SCH之EBR
在EBR之一實施例中,利用DCCH及SCH通道來傳輸多媒體資料。圖9說明基於cdma2000之時槽通信系統之某些特徵。在一基於cdma2000之系統中,資料係在時槽902中(例如,在20 ms時槽中)得以傳輸。當傳輸多媒體資料時,可利用通信通道之時槽性質。舉例而言,若諸如視訊資料流之多媒體資料流係以10訊框每秒(fps)之速率來傳輸,則在100 ms內需要傳輸整個資料訊框。因此,可使用五個20 ms時槽904、906、908、910及912來傳輸單一視訊資料訊框。如所述,在一基於cdma2000之系統中,在每一時槽中存在可用於傳輸資料之多個通道。在圖9中所說明之一實例中,在每一個別時槽內,存在具有各種實體層封包大小、可用於傳輸資料之兩個可能通道:DCCH及SCH。此外,可使用DCCH與SCH通道之組合來傳輸資料,或沒有資料可被傳輸,此稱為"dtx"。因此,在每一時槽內存在可用於傳輸資料之四個可能實體層封包大小,從而導致了不同的資料傳輸率。
在一實施例中,將一多媒體資料訊框分成若干包括至少一巨集區塊之"片斷"。舉例而言,可將一視訊訊框分割成若干為16像素乘16像素之巨集區塊。然後可將該等巨集區塊集群成片斷。可約束該等片斷之大小,使得其匹配可用通信通道之實體層封包大小。意即,將應用層訊框進行分割,使得沒有片斷會佔據一可用通信通道之一個以上之實體層封包大小。
舉例而言,如上文所述,在一基於MPEG-4壓縮技術之系統中,視訊訊框通常可具有兩種類型:I訊框或P訊框。一般而言,可將每一資料訊框分割成若干片斷,使得每一片斷可經獨立解碼。意即,每一片斷可無需其他資訊而得以解碼。亦組態每一編碼片斷,使得該編碼片斷之大小匹配一通信通道實體層資料封包之可用大小。又,若在多媒體資料被編碼時需要對其添加額外標頭資訊,則當選擇片斷大小時考慮標頭之大小。舉例而言,若編碼器正在將視訊資訊進行編碼,則如圖5及圖7所示,每一片斷可包括一為應用層資料封包之一部分之片斷標頭。因此,包括任何標頭之片斷的大小經組態成以使得每一編碼視訊片斷之大小匹配一實體層封包之一可用大小。換言之,使訊框片斷大小與實體層封包大小匹配。
因為訊框之每一片斷為獨立可解碼的,所以一訊框片斷之丟失將不會防止其他訊框片斷之解碼。舉例而言,若將一視訊訊框分成五個片斷,使得每一片斷為獨立可解碼的且與一實體層資料封包匹配,則該等實體層資料封包之一者之損壞或丟失將僅導致對應片斷之丟失,且成功傳輸之片斷可經成功地解碼。因此,雖然整個視訊訊框可能不會被解碼,但是其若干部分可能會被解碼。在此實例中,將成功地將五個視訊片斷中之四個進行解碼,且藉此允許再現或顯示視訊訊框,雖然係以降低之效能之方式。
舉例而言,若在一基於cdma2000之系統中,10 fps之視訊資料流係自一發送節點傳達至一MS,則可將每一視訊訊框分割成五個片斷。訊框可經分成之片斷之數量對應於與訊框速率相對應之時槽之數量。換言之,對於10 fps速率而言,訊框週期為100毫秒。在20毫秒之時槽週期中,存在每一訊框週期期間所傳輸之五個時槽。藉由匹配訊框經分割成之片斷之數量、且約束每一片斷大小以使得其匹配一可用通信通道之可用實體層封包大小之一者,可經由一組CBR通道來有效地傳輸串流資料,該等CBR通道之動作如同組合之VBR通信通道之動作。
本發明描述使用DCCH及SCH通道之基於cdma2000之系統之實例。如上文所述,可組態DCCH通道以支援多個固定資料傳輸率。舉例而言,DCCH可分別視所選速率組(RS),RS1與RS2而支援9.60 kbps或14.4 kbps之資料傳輸速率。視SCH無線組態(RC)而定,亦可組態SCH通道以支援多個固定資料傳輸率。該SCH當以RC3組態時支援9.6 kbps之倍數,且當組態為RC5時支援14.4 kbps之倍數。SCH資料傳輸率為:SCHD A T A _ R A T E =(n*RC資料傳輸率) Eq.1其中n=1、2、4、8或16,此視通道組態而定。
下文表2說明基於cdma2000之通信系統中對於DCCH及SCH通道之可能實體層資料封包大小。第一行識別一情況或可能組態。第二與第三行分別為DCCH速率組與SCH無線組態。第四行具有三項。第一項為對於DCCH通道之20 ms時槽之實體層資料封包大小。第二項為對於SCH通道之20 ms時槽之實體層資料封包大小。第三項為對於DCCH與SCH通道之組合之20 ms時槽之實體層資料封包大小。
應注意,當應用層資料封包太大而不能適合於DCCH或SCH實體層資料封包時,存在待考慮之權衡,且實情為,將要使用組合之DCCH加SCH封包。在決定將應用層資料封包進行編碼以使得其大小經調節成適合於組合之DCCH加SCH資料封包大小相對於做出兩封包中之權衡為:較大之應用層封包或片斷通常產生較好之壓縮效率,而較小之片斷通常產生較好之誤差回彈性。舉例而言,較大之片斷通常需要較小之耗用。參看圖7,每一片斷702具有其自身之片斷標頭704。因此,若使用兩片斷而非一片斷,則存在添加至有效負載之兩片斷標頭,從而導致將封包進行編碼所需之更多資料,且藉此降低了壓縮效率。另一方面,若使用兩片斷(一片斷係在DCCH上傳輸,且另一片斷係在SCH上傳輸),則DCCH或SCH資料封包中僅一者之損壞或丟失將仍允許其他資料封包之恢復,藉此改良了誤差回彈性。
為幫助理解表2,將詳細解釋情況1及9之導出。在情況1下,DCCH經組態為對應於9.6 Kbps之資料傳輸率之RS1。因為該等通道經分成20 ms時槽,所以在一個別時槽內,可在經組態為RS1之DCCH上傳輸之資料量或實體層封包大小為:9600位元/秒*20毫秒=192位元=24位元組 Eq.7由於添加至實體層封包之額外耗用(例如,用於誤差校正之RLP),僅20位元組可用於應用層資料封包,其包括片斷及片斷標頭。因此,對於情況1,表2之第四行中之第一項為20。
對於情況1之SCH經組態為2x RC3。RC3對應於9.6 Kbps之基礎資料傳輸率,且2X意謂通道資料傳輸率為該基礎資料傳輸率之兩倍。因此,在一個別時槽內,可在經組態為2x RC3之SCH上傳輸之資料量或實體層封包大小為:2*9600位元/秒*20毫秒=384位元=48位元組 Eq.8此處,由於添加至實體層封包之額外耗用,僅40位元組可用於應用層資料封包,其包括片斷及片斷標頭。因此,對於情況1,表2之第四行中之第二項為40。對於情況1,表2之第四行中之第三項為第一與第二項之和、或為60。
情況9類似於情況1。在兩種情況下,DCCH經組態為對應於20位元組之實體層封包大小之RS1。情況9中之SCH通道經組態為2x RC5。RC5對應於14.4 Kbps之基礎資料傳輸率,且2X意謂通道資料傳輸率為該基礎資料傳輸率之兩倍。因此,在一個別時槽內,可在經組態為2x RC5之SCH上傳輸之資料量或實體層封包大小為:2*14400位元/秒*20毫秒=576位元=72位元組 Eq.2此處,由於添加至實體層封包之額外耗用,僅64位元組可用於應用層資料封包,其包括片斷及片斷標頭。因此,對於情況9,表2之第四行中之第二項為64。對於情況9,表2之第四行中之第三項為第一與第二項之和、或為84。
以類似方式判定表2中之其他項,其中RS2對應於具有14.4 Kbps之資料傳輸率之DCCH,該資料傳輸率對應於20毫秒時槽(其中31位元組可用於應用層)內之36位元組。應注意,存在可用於所有情況之dtx運作,且其為零有效負載大小,其中在任一通道上都沒有資料傳輸。當使用者資料可在少於可用實體層槽(其各為20毫秒)中傳輸時,在隨後槽中使用dtx,從而減少了對系統中其他使用者之干擾。
如上文表2所說明,藉由組態可用之多個固定資料傳輸率通道(例如DCCH及SCH),一組CBR通道可以類似於VBR通道之方式運轉。意即,組態該等多個固定速率通道可使CBR通道如偽VBR通道之方式運轉。利用該偽VBR通道之技術包括:自複數個可用恆定位元速率通信通道判定對應於一CBR通道之位元速率的可能實體層資料封包大小;及將一可變位元速率資料流進行編碼,藉此創建複數個資料封包,使得該等資料封包之每一者之大小與該等實體層資料封包大小之一者之大小相匹配。
在一實施例中,在會話開始時建立通信通道之組態,且其然後在整個通信會話期間不會變化,或僅偶爾變化。舉例而言,通常將上述實例中所論述之SCH設定為一組態且在整個會話期間保持於彼組態。意即,所描述之SCH為固定速率SCH。在另一實施例中,通道組態可在會話期間動態地變化。舉例而言,一可變速率SCH(V-SCH)可在每一時槽中改變其組態。意即,在一時槽期間,一V-SCH可經組態為一諸如2x RC3之組態,且在下一時槽中,該V-SCH可經組態為一諸如16x RC3之不同組態或V-SCH之任何可能組態。V-SCH可提供額外可撓性,且可在EBR技術中改良系統效能。
若在整個會話期間通信通道之組態為固定的,則選擇應用層封包或片斷,使得其適合於可用實體層資料封包(其為可用的)之一者。舉例而言,若DCCH及SCH經組態為RS1及2x RC3(如表2中之情況1所說明),則將選擇應用層片斷以使其適合於0位元組、20位元組、40位元組或60位元組封包。同樣,若該等通道經組態為RS1及16x RC3(如表2之情況4中所說明),則將選擇應用層片斷以使其適合於0位元組、20位元組、320位元組或340位元組封包。若使用V-SCH通道,則有可能對於每一片斷在兩不同組態之間變化。舉例而言,若DCCH經組態為RS1且V-SCH經組態為RC3,則有可能在對應於表2之情況1-4之V-SCH組態2x RC3、4x RC3、8x RC3或16x RC3之任何組態之間變化。在此等各種組態之間之選擇提供如表2之情況1-4所說明之0位元組、20位元組、40位元組、60位元組、80位元組、100位元組、160位元組、180位元組、320位元組或340位元組之實體層資料封包。因此,在此實例中,使用V-SCH通道會允許選擇應用層片斷以使其適合於列於表2之情況1-4中之十種不同實體層資料封包大小之任何大小。
一類似技術可用於使用資料通道(DCH)之寬頻CDMA(WCDMA)中。類似於V-SCH,DCH支援不同的實體層封包大小。舉例而言,DCH可支援40八位元組(octet)之倍數之0至nx的速率,其中"nx"對應於DCH通道之最大配置速率。nx之典型值包括64 kbps、128 kbps及256 kbps。在WCDMA之情況下,當如EBR中使用可變大小之封包時,使用額外之使用"傳送格式組合指示符"(TFCI)之訊號傳輸來指示遞送至資料之封包的大小,使得MS不必進行盲目偵測,藉此減少了該MS上之計算負擔。本發明中所描述之EBR概念可應用於盲目偵測與如同TFCI之封包大小明確指示兩者。
藉由選擇應用層資料封包以使得其適合於實體層資料封包,恆定位元速率通信通道之組合(具有其總計資料傳輸率)可傳輸一VBR資料流,該VBR資料流之效能類似於(且在某些情況下優於)VBR通信通道之效能。在一實施例中,將可變位元速率資料流編碼成大小與可用通信通道之實體層資料封包大小相匹配之資料封包流,且然後經由恆定位元速率通道之組合將其傳輸。在另一實施例中,隨著可變位元速率資料流之位元速率改變,可將其編碼成不同大小之資料封包,且可使用恆定位元速率通道之不同組合來傳輸該等資料封包。
舉例而言,不同之視訊資料訊框可為不同大小,且因此,可選擇固定位元速率通信通道之不同組合以容納不同大小之視訊訊框之傳輸。換言之,藉由將資料封包分配至恆定位元速率通信通道之至少一者以便使恆定位元速率通信通道之總計位元速率與可變位元速率流之位元速率相匹配,可經由恆定位元速率通道有效地傳輸可變位元速率資料。
另一態樣為:可約束編碼器,以便將用於代表可變位元速率資料流之位元的總數量限制至位元之預選最大數量。意即,若可變位元速率資料流為諸如視訊之多媒體資料之訊框,則可將該訊框分成若干片斷,其中選擇該等片斷,使得每一片斷可經獨立解碼,且將該片斷中之位元的數量限制至位元之預選數量。舉例而言,若DCCH與SCH通道經分別組態為RS1與2x RC3(表2中之情況1),則可約束編碼,使得片斷將不大於20位元組、40位元組或60位元組。
在另一實施例中,使用EBR來傳輸多媒體資料可使用cdma2000封包資料通道(PDCH)。該PDCH可經組態以傳輸為n*45位元組之資料封包,其中n={1、2、4、8}。此外,藉由使用該PDCH,例如視訊資料之多媒體資料可經分割成若干"片斷"以匹配可用實體層封包大小。在cdma2000中,該PDCH具有前向PDCH(F-PDCH)及反向PDCH(R-PDCH)之不同的可用資料傳輸率。在cdma2000中,該F-PDCH較該R-PDCH具有稍微較小之可用頻寬。雖然可利用此頻寬差異,但是在某些情況下,有利的是將R-PDCH限制至與F-PDCH之頻寬相同的頻寬。舉例而言,若第一MS將視訊流傳輸至第二MS,則該視訊流將藉由該第一MS而在R-PDCH上來傳輸且藉由該第二MS而在F-PDCH上來接收。若第一MS使用R-PDCH之整個頻寬,則將必須移除某資料流以使其符合至第二MS之F-PDCH傳輸之頻寬。為減緩與重新格式化來自第一MS之傳輸以使得其可在一具有較小頻寬之通道上傳輸至第二MS相關聯之困難,可限制R-PDCH之頻寬,使得其與F-PDCH之頻寬相同。一用以限制F-PDCH頻寬之方式係將R-PDCH上所發送之應用層資料封包大小限制至由該F-PDCH所支援之大小,且然後在R-PDCH實體層封包中為剩餘位元添加"尾端附加位元"(stuffing bit)。換言之,若將尾端附加位元添加至R-PDCH資料封包以便匹配F-PDCH資料封包,則可以最小變化(例如,僅藉由丟失尾端附加位元)而在F-PDCH前向鏈路上使用R-PDCH資料封包。
藉由使用剛才所述之技術,表3列出了對於四種可能資料傳輸率情況之F-PDCH及R-PDCH之可能實體層資料封包大小、及將添加至R-PDCH之"尾端附加位元"之數量。
如同使用DCCH加SCH之EBR,當諸如視訊流之多媒體流經分割成若干片斷時,較小之片斷大小通常改良誤差回彈性,但是可能損害壓縮效率。同樣,若使用較大之片斷,則一般而言,壓縮效率將會增加,但是系統效能可能會因丟失的封包而降級,因為一個別封包之丟失會導致更多資料之丟失。
雖然上述實例已論述了使用專用通道、在各種無線組態中之DCCH加SCH、及諸如PDCH之共用通道之EBR,但是亦可使用其他通道及通道之組合。舉例而言,EBR可使用PDCH加SCH、或PDCH加DCCH,且可一起使用所有三種通道。此外,可用於傳輸資料之其他通道中之任何通道可與EBR一起來使用。
同樣,將諸如視訊片斷之多媒體資料與實體層封包之可用大小相匹配之技術可在基於其他無線下載標準之系統中來執行。舉例而言,在基於GSM或GPRS或EDGE之系統中,可將諸如視訊片斷之多媒體訊框的大小調節成以匹配可用時槽。如上文所述,許多GSM、GPRS及EDGE裝置能夠接收多個時槽。因此,視可用時槽之數量而定,可約束編碼訊框流,使得視訊片斷與實體封包匹配。換言之,可將多媒體資料進行編碼,使得封包大小與諸如GSM時槽之實體層封包之可用大小匹配,且所使用之實體層封包之總計資料傳輸率支援多媒體資料之資料傳輸率。
圖10為說明10 fps視訊流在一使用DCCH及SCH之cdma2000系統上使用EBR之傳輸的圖。對於此實例,假設DCCH與SCH經分別組態為RS1與2x RC3(表2中之情況1)。在此組態中,在每一20毫秒時槽內存在四個可用之實體層封包大小:0、20、40及60位元組。因為對於100毫秒之訊框週期而言視訊訊框速率為10 fps,所以可使用高達五個時槽來傳輸一個別資料訊框。因此,每一視訊訊框可經分割成高達五個片斷,且每一片斷可為0、20、40或60位元組。
在圖10之實例中,存在五個MPEG-4視訊訊框1002、1004、1006、1008及1010。該等視訊訊框中之兩者(第一者及最後一者)為分別含有250與200資料位元組之I訊框1002與1010。該等I訊框之間之三個訊框1004、1006與1008為分別含有20、80、50資料位元組之P訊框。圖10中亦展示了一由20毫秒時槽組成之資料流。
如上文所述,在此實例中,可使用高達五個時槽來傳輸每一視訊訊框。在此實例中,該等訊框將經分割成若干片斷,以便最大化沒有資料傳輸之時間量,意即,最大化通道處於dtx之時間。藉由減少傳輸資料之時間量,以此方式選擇分割物可減少通信系統中之總體干擾。在其他實例中,其他考慮可導致其他選擇方法。舉例而言,在某些情形下,可能需要在MS與BS之間保持連續或最小水平之通信。舉例而言,可能需要存在足夠水平之通信,使得BS可能夠有效地保持MS之功率控制。因此,可能需要分割片斷,使得某資料量在所有或所要數量之時槽中來傳輸。
在圖10中所說明之實例中,片斷之大小將經調節成以在最小數量之時槽中使用最大封包大小來傳輸資料。在此實例(表2中之情況1)中,最大封包大小為60位元組,因此訊框將經分成盡可能少之60位元組片斷。第一I訊框1002為250位元組,其將經分割成五個片斷,前四個片斷之大小將為60位元組,且第五片斷之大小將為10位元組。將編碼片斷分配至時槽1022、1024、1026、1028及1030。前四個時槽1022、1024、1026及1028經組態以使用DCCH+SCH來傳輸60位元組實體層封包,且第五時槽1030經組態以利用DCCH來傳輸10位元組片斷及SCH dtx。因此,為250位元組之第一I訊框在五個時槽1022、1024、1026、1028及1030中得以傳輸。
應注意,在時槽1030中所傳輸之10位元組片斷未完全填充其相關聯之20位元組實體層資料封包。在類似此情形之情形下,當在實體層中存在過多容量時,可添加尾端附加位元以"填充"實體層資料封包。或者,可調整片斷之編碼以利用額外實體層容量。舉例而言,可為片斷增加編碼之量子化參數,且改良在該片斷中所傳輸之視訊之部分的品質。改良視訊之一部分的品質係有利的,因為隨後之P訊框可能不需要與改良品質之結果一樣多之資料。
第二視訊訊框1004為P訊框,其大小為20位元組。此外,五個時槽1032、1034、1036、1038及1040可用於此訊框之傳輸。因為此訊框僅為20位元組,所以其可在第一時槽1032期間得以完全傳輸,該第一時槽經組態以使得利用DCCH來傳輸20位元組及SCH dtx。因為整個資料訊框可在第一時槽1032中傳輸,所以可用於此訊框之剩餘四個時槽1034、1036、1038及1040經組態為dtx。
第三視訊訊框1006為P訊框,其大小為80位元組。此外,五個時槽1042、1044、1046、1048及1050可用於此訊框之傳輸。將此視訊訊框分割成60位元組之第一片斷會在第二片斷中留下20位元組。因此,該第一片斷係在時槽1042中傳輸,該時槽經組態以使用DCCH+SCH來傳輸60位元組片斷。該第二片斷係在第二時槽1044中傳輸,該第二時槽經組態以利用DCCH來傳輸20位元組及將SCH組態為dtx。剩餘三個時槽1046、1048與1050經組態為dtx。
第四視訊訊框1008為P訊框,其大小為50位元組。此外,五個時槽1052、1054、1056、1058及1060可用於此訊框之傳輸。因為此訊框之大小大於DCCH或SCH之實體層封包之大小,所以將使用60位元組之組合的DCCH+SCH實體層封包大小。因為存在不足以填充DCCH+SCH實體層封包之資料,所以可利用尾端附加位元、調整編碼以改良品質或一些其他技術來創建實體層封包。因此,該片斷係在時槽1052中傳輸,該時槽經組態以使用DCCH+SCH來傳輸60位元組片斷。剩餘四個時槽1054、1056、1058及1060經組態為dtx。
此實例中之第五且最後一視訊訊框1010為I訊框,其大小為200位元組。再次,五個時槽1062、1064、1066、1068及1070可用於此訊框之傳輸。將此訊框分割成三個60位元組片斷及一個20位元組片斷。該等三個60位元組片斷係在時槽1062、1064及1066中傳輸,該等時槽經組態以利用DCCH+SCH來傳輸60位元組。第四片斷(意即,20位元組)係在時槽1068中傳輸,該時槽經組態以利用DCCH來傳輸20位元組片斷及SCH dtx。用於此訊框之最後一可用時槽1070經組態為dtx。
在上述實例中,當一時槽傳輸一為20位元組或更小位元組之資料封包時,將其分配至DCCH。亦可將該資料封包改為分配至SCH。
圖11為比較對於使用可變位元速率通道與明確位元速率通道而傳輸之若干樣本視訊序列之藉由峰值訊雜比(PSNR)而量測之品質的長條圖。如圖11所示,DCCH及SCH之通道組態之各種組合提供足夠粒度以遞送與傳統VBR相比幾乎相同之PSNR。因此,對於此等實例而言,經由五個時槽之十個不同日期速率組合的組合有效地創建了一偽可變速率通道,該通道所提供之效能非常接近於由具有無限粒度之VBR通道所提供之效能。
根據EBR技術之一態樣,為每一視訊訊框產生所有可能DCCH及SCH實體層封包大小組合之一範圍。然後,做出對與所考慮之片斷大小匹配之實體層封包大小的選擇。所選實體層封包大小中之任何過多資料傳輸率容量可藉由尾端附加位元組、或改變編碼器參數以調整品質、或其他技術來"填充"。在使用尾端附加位元之情況下,為最小化尾端附加位元組之量,可使用更精細之巨集區塊量化器(更大之量子化參數),其導致更小大小之更多片斷。圖12為說明DCCH與V-SCH之典型片斷分佈之直方圖的長條圖。
如圖11及圖12與表2及表3中所說明,可使用適當之控制機制以使多媒體編碼器片斷大小與可用實體層封包或有效負載大小相匹配。此"匹配"之結果為:諸如視訊資料之多媒體資料可經由可變位元速率通道傳輸,而與真正恆定位元速率通道相比時不會損害壓縮效率且會改良誤差回彈性。
圖13為比較經由VBR通道與EBR-PDCH通道而傳輸之各種視訊序列之藉由峰值訊雜比(PSNR)而量測之品質模擬的長條圖。如圖13所示,當與VBR傳輸相比時,對於EBR-PDCH傳輸而言存在很小的PSNR減少。
圖14為說明多媒體編碼器之片斷大小分佈的長條圖。在此實例中,將該多媒體編碼器約束至90位元組之片斷大小,除了每一多媒體訊框之最後片斷之外,該最後片斷具有大小為90位元組或45位元組之選項。如圖14所示,在此實例中,超過90%之片斷的大小為90位元組,此由於較大封包大小而導致了有效通道利用而不會導致歸因於封包丟失之降級。
圖13及圖14之品質比較圖說明:在EBR-PDCH之情況下,使用一適當控制機制以使多媒體編碼器或編碼解碼器片斷大小與可用實體層封包大小相匹配與真正VBR相比時可導致多媒體資料之高品質傳輸而不會損害壓縮效率。
上述實例說明:諸如AVC/H.264視訊編碼解碼器之多媒體編碼器可在EBR及VBR模式下達成類似之壓縮效率。如上述實例所示,在諸如DCCH加V-SCH之專用通道與諸如PDCH之共用通道兩者中,EBR達成了類似於VBR之效能。因為諸如視訊編碼解碼器(例如MPEG-4及H.263+)之其他多媒體編碼器在移置區塊差異上使用運動估計及DCT轉換,所以吾人預期類似之EBR運作對於其他視訊編碼解碼器及其他無線通道而言係可能的。另外,應注意,速率控制機制可去實施於ITU及ISO/IEC視訊編碼解碼器說明書中。因此,EBR與現有標準相適應,且一適應解碼器將能夠將EBR速率控制中所編碼之視訊流進行解碼。
雖然已為基於CDMA(諸如cdma2000)之系統描述了上述實例,但是相同的技術可應用於其他無線電介面。舉例而言,一基於GSM、GPRS或EDGE之系統可使用與上述技術之相同的技術。如圖3所示,此等系統在一無線訊框之多個時槽內傳輸資料。基於時槽之數量選擇多媒體片斷大小(及因此之可用資料傳輸率)將類似於在一基於CDMA之系統中基於可用通道選擇片斷大小。同樣,藉由將片斷之大小調節成以匹配時槽(類似於將該等片斷之大小調節成以匹配CDMA實體封包),可提高誤差回彈性。
如此等實例中所說明,EBR之一態樣為:使多媒體資料訊框之片斷與一組可用實體層封包大小(例如,如為cdma2000(V-SCH+DCCH、SCH+DCCH、PDCH)及WCDMA(DCH)所定義)相匹配。在一實施例中,例如MS之接收節點使通信通道組態(及因此之實體層封包大小)與基礎結構中之PDSN協商。對於串流及廣播應用而言,除在MS與PDSN之間之協商之外,還可能存在MS與內容服務器之間之協商。因此,在端點應用與底層網路之間存在端對端協調。
根據一實施例,第一通道包括一可變速率(及因此之可變實體層封包大小)通道,該通道有可能係由包括一些可變位元速率及恆定位元速率通道之多個邏輯通道組成。視訊編碼器可包括一速率控制緩衝器,該緩衝器支援允許視訊資訊以零緩衝延遲來傳輸之視訊通信量整形。恆定位元速率通道可包括一專用控制通道(DCCH),經由該通道(例如)傳輸P型視訊訊框。亦可提供第二無線通道,其包括(例如)在多個接收節點之間得以共用之可變速率補充通道(V-SCH)。該第二無線通道可具有大於該第一無線通道之速率的速率。在某些實施例中,I型視訊訊框係在可變速率補充通道(V-SCH)上傳輸。
根據本發明之另一態樣,每一視訊訊框係經由許多實體層訊框來發送。舉例而言,專用控制通道(DCCH)具有一第一速率,且可變速率補充通道(V-SCH)具有多個速率,諸如該第一速率、一第二速率、一第三速率、一第四速率及一第五速率。此外,兩個通道都具有什麼也不傳輸之DTX速率。在每一實體層訊框之持續時間期間,為專用控制通道(DCCH)與可變速率補充通道(V-SCH)之速率的每一組合定義許多傳輸格式。組態之數量至少為傳輸格式之數量與實體層訊框之數量的乘積。視訊訊框之片斷大小可對應於基於該視訊訊框之大小之組態的一者。編碼器可包括一速率控制模組,該模組基於視訊訊框之大小來選擇一與實體層封包之可用大小相匹配之所要片斷大小及組態。如此,藉由使編碼速率與可用通道速率之一者相匹配,可減少專用通道與共用通道兩者之視訊延遲時間(latency)。
在一技術中,所遞送之資料之大小係藉由MS得以估計,且此過程稱作"盲目偵測"。在另一技術(稱為"明確指示")中,所遞送之資料之大小可使用額外傳訊訊號得以指示,藉此消除對做出盲目偵測之需要。舉例而言,在WCDMA之情況下,當如在EBR中使用可變大小之封包時,可使用"傳送格式組合指示符"(TFCI)來指示所遞送之資料封包的大小,使得MS不必做出盲目偵測,藉此減少了該MS上之計算負擔。所描述之EBR概念可應用於封包大小之盲目偵測與明確指示兩者。因此,雖然很清楚的是到達MS處之實體層封包大小可隨時間而具有不同大小,但是該MS可藉由盲目偵測或經由如同WCDMA中之TFCI之封包大小的明確訊號傳輸來識別該等封包之大小。
根據另一態樣,SCH分配具有非常低之速率(例如32 kbps)。以此方式得以完成,使得可在網路中支援更多使用者而不會耗盡Walsh空間。在此情況下,藉由允許n個視訊訊框佔據以n*T秒之時槽來改良視訊品質,其中T=1/frames_pers_second。
在另一實施例中,替代將每一視訊訊框限制至T秒,n個視訊訊框共用n*T秒。舉例而言,若一視訊流具有10 fps之速率,則替代每100毫秒傳輸一訊框,有可能每200毫秒傳輸兩訊框。圖15為說明經由200毫秒週期傳輸兩個10 fps視訊訊框之實例的圖。在圖15之實例中,假設DCCH與SCH經分別組態為RS1與2x RC3(表2中之情況1)。在此組態中,每一20毫秒時槽存在四個可用實體層封包大小:0、20、40及60位元組。在此實例中,每200毫秒傳輸兩個10 fps視訊訊框。因此,該等兩個視訊訊框共用十個時槽,在該等時槽內兩個資料訊框得以傳輸。因此,可將每一視訊訊框分割成可為0、20、40或60位元組之片斷,使得該等兩個訊框之片斷的組合總數量為十個或更少的片斷。
在圖15之實例中,存在兩個MPEG-4視訊訊框1502及1504。第一視訊訊框1502為大小為540位元組之I訊框,且第二視訊訊框1504為大小為60位元組之P訊框。在此實例中,I訊框1502可經分成九個片斷,每一者大小為60位元組,且P訊框1504可經分成大小為60位元組之一片斷。I訊框1502之片斷可在九個時槽1510、1512、1514、1516、1518、1520、1522、1524及1526期間傳輸,該等九個時槽經組態以使用DCCH+SCH來傳輸60位元組實體層封包。P訊框1504之片斷可在單一時槽1518期間傳輸,該時槽經組態以使用DCCH+SCH來傳輸60位元組實體層封包。因此,兩個10 fps視訊訊框係在200毫秒週期期間得以傳輸,從而導致10 fps之平均速率。
如圖15所說明,替代將每一視訊訊框限制至T秒,n個視訊訊框共用n*T秒。因此,在頻率域限制(峰值速率,Walsh空間)與時間域限制(延遲)之間達成一權衡。在此實例中,對I訊框1502配置九個時槽,且對P訊框1504配置一時槽。可以預想:亦可使用訊框之間之任何其他時槽配置。舉例而言,可將八個、七個或六個時槽配置給一訊框,且分別將兩個、三個或四個時槽配置給另一訊框。又,此實例說明在兩訊框之間共用時槽,但是亦可預想:可在任何數量之訊框之間共用時槽。
根據另一實施例,第一通道包含一可變位元速率通道,其支援多個速率,諸如一具有可變延遲之共用封包資料通道(PDCH)。使可變位元速率通道之速率相匹配於來自視訊編碼器之視訊資訊之封包的編碼速率。控制器可包括一排程器,其將資源仲裁給接收節點,以確保該控制器經由具有固定延遲之第一無線通道傳輸視訊資訊。根據本發明之另一態樣,接收節點藉由強加尾端附加位元來限制R-PDCH速率以匹配F-PDCH速率。根據本發明之另一態樣,控制器中之排程器為PDCH中之SMG使用延遲。
在另一實施例中,亦可提供第三無線通道。發送節點可進一步包含一產生音訊/語音資訊之訊框的音訊編碼器。服務節點接收來自該發送節點之音訊/語音資訊之訊框,且使音訊/語音資訊之封包提供給控制器。該控制器經由該第三無線通道將音訊/語音資訊之封包傳輸至該等接收節點之至少一者。對於反向鏈路或上行鏈路傳輸而言,每一接收節點可經由第三無線通道傳輸音訊/語音資訊之封包。
圖16為說明經由無線通信通道傳輸多媒體資料之方法的流程圖。流程開始於方塊1602,其中判定可用於傳輸資訊之可用通信通道。舉例而言,該等可用通信通道及其組態可在內容伺服器之間或在PSDN與內容接受者之間得以協商。流程繼續至方塊1604,其中判定可用通信通道之可能資料封包大小以及通信通道之組合之封包大小。然後將一資訊單元分割成若干片斷。可藉由在資訊單元間隔期間可用於傳輸之時槽的數量來判定片斷之數量,且選擇片斷大小,使得其不超過可用資料封包大小之一者。舉例而言,片斷之數量可取決於在資訊單元間隔期間發生之傳輸的數量。流程繼續至方塊1608,且將該等片斷分配至實體層封包。
圖17為根據本發明之例示性實施例而建構之無線通信裝置或行動台(MS)的方塊圖。通信裝置1702包括網路介面1706、編碼解碼器1708、主機處理器1710、記憶體裝置1712、程式產品1714及使用者介面1716。
藉由網路介面1706接收來自基礎結構之訊號,且將其發送至主機處理器1710。主機處理器1710接收該等訊號,且視該訊號之內容而以適當動作進行回應。舉例而言,主機處理器1710自身可將所接收之訊號進行解碼,或其可將所接收之訊號投送至編碼解碼器1708以進行解碼。在另一實施例中,所接收之訊號直接自網路介面1706發送至編碼解碼器1708。
在一實施例中,網路介面1706可為收發器及天線以經由無線通道與基礎結構建立介面。在另一實施例中,網路介面1706可為一用於經由陸線與基礎結構建立介面之網路介面。編碼解碼器1708可作為數位訊號處理器(DSP)或諸如中央處理單元(CPU)之通用處理器來實施。
主機處理器1710與編碼解碼器1708都連接至一記憶體裝置1712。記憶體裝置1712可用於在WCD之運作期間儲存資料、以及儲存將藉由主機處理器2210或DSP 2208來執行之程式碼。舉例而言,主機處理器、編碼解碼器或兩者可在暫時儲存於記憶體裝置1712中之程式設計指令的控制下運作。主機處理器1710及編碼解碼器1708亦可包括其自身之程式儲存記憶體。當執行該等程式設計指令時,主機處理器1710或編碼解碼器1708或兩者執行其功能,例如,將多媒體流進行解碼或編碼。因此,程式設計步驟實施主機處理器1710及編碼解碼器1708之各自功能性,使得可各使該主機處理器及該編碼解碼器視需要而執行將內容流進行解碼或編碼之功能。亦可自程式產品1714接收此等程式設計步驟。程式產品1714可將程式設計步驟儲存且轉移至記憶體1712中以供主機處理器、編碼解碼器或兩者來執行。
程式產品1714可為半導體記憶體晶片,諸如RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、以及其他儲存裝置,該等儲存裝置諸如硬碟、抽取式磁碟、CD-ROM、或此項技術中已知之可儲存電腦可讀取指令之任何其他形式的儲存媒體。此外,程式產品1714可為包括程式步驟之源檔案,其係自網路來接收且儲存於記憶體中且然後被執行。以此方式,根據本發明之為運作所需之處理步驟可體現於程式產品1714上。在圖17中,所示之例示性儲存媒體耦接至主機處理器1710,使得該主機處理器可自該儲存媒體讀取資訊且將資訊寫入至該儲存媒體。或者,該儲存媒體可與主機處理器1710成一體式。
使用者介面1716連接至主機處理器1710與編碼解碼器1708兩者。舉例而言,使用者介面1716可包括用於將多媒體資料輸出至使用者之顯示器及揚聲器。
熟習此項技術者將認識到,在不脫離本發明之範疇的情況下,可互換結合一實施例而描述之方法的步驟。
熟習此項技術者亦將瞭解到,可使用任何各種不同的工藝及技術來代表資訊及訊號。舉例而言,可在整個上文描述中所參考之資料、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號及晶片可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或其任意組合來代表。
熟習此項技術者將進一步瞭解到,結合本文所揭示之實施例而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可作為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合來實施。為清楚說明硬體與軟體之此互換性,各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟已在上文中通常根據其功能性而得以描述。將此功能性是作為硬體來實施還是作為軟體來實施取決於特定應用及施加於整個系統上之設計約束。熟習此項技術者可為每一特定應用而以不同方式實施所描述之功能性,但是此等實施決策不應被解釋為引起脫離本發明之範疇。
結合本文所揭示之實施例而描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可以下列各物來實施或執行:通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執行本文所描述之功能的任何組合。通用處理器可為微處理器,但是在替代實施例中,該處理器可為任何習知的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可作為計算裝置之組合來實施,例如,一DSP與一微處理器之組合、複數個微處理器、一或多個微處理器連同一DSP核心、或任何其他此組態。
結合本文所揭示之實施例而描述之方法或技術可直接體現在硬體中、在藉由處理器而執行之軟體模組中、或在該等兩者之組合中。軟體模組可駐存在RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、抽取式磁碟、CD-ROM或此項技術中已知之任何其他形式的儲存媒體中。例示性儲存媒體耦接至處理器,使得該處理器可自該儲存媒體讀取資訊且將資訊寫入至該儲存媒體。在替代實施例中,該儲存媒體可與該處理器成一體式。該處理器及該儲存媒體可駐存在一ASIC中。該ASIC可駐存在一使用者終端機中。在替代實施例中,該處理器及該儲存媒體可作為離散組件而駐存在一使用者終端機中。
提供所揭示之實施例的先前描述以使任何熟習此項技術者能夠做出或使用本發明。對此等實施例之各種修改對於熟習此項技術者而言係容易顯而易見的,且可在不脫離本發明之精神或範疇之情況下將本文所定義之一般原理應用至其他實施例。因此,並不意欲將本發明限制於本文中所示之實施例,而是意欲使本發明符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵一致之最廣泛範疇。
100...通信系統
101...基礎結構
102...基地台
104、105...無線通信裝置(WCD)
106...基地台控制器
108...行動交換中心
120...交換網路
122、124...陸線通信裝置
132、134、136、138...訊號
200...封包交換資料網路
202...無線通道
204...接收節點或MS
206...發送節點或內容伺服器
208...服務節點
210...控制器
212...網路
404...主機
406...RTP/UDP/IP/PPP層
410...編碼解碼器
502...視訊訊框
504...start_code(SC)
506...Frame_Header(FH)
508...視訊封包或片斷/Video_packet/Slice
510...Resync_marker(RM)
512...Slice_header(S)
702...有效負載
704...片斷標頭(SH)/Slice_Header(SH)
705...應用層資料封包
706...即時協定(RTP)標頭
708...使用者資料元協定(UDP)標頭
710...網際網路協定(IP)標頭
712...點對點協定(PPP)標頭
714...RLP封包
716...MUX層封包
718...多工標頭(MUX)
720...檢查和(CRC)
722...尾部部分
725...實體層封包
802、804...應用資料封包
806...第一實體層資料封包
808...二實體層資料封包
902、904、906、908、910、912...時槽
1002、1004、1006、MPEG-4視訊訊框
1008、1010...1022、1024、1026、1028、1030...時槽
1032、1034、1036、1038、1040...時槽
1042、1044、1046、1048、1050...時槽
1052、1054、1056、1058、1060...時槽
1062、1064、1066、1068、1070...時槽
1502...MPEG-4視訊訊框/I訊框
1504...MPEG-4視訊訊框/P訊框
1510、1512、1514、1516、1518、1520、1522、1524、1526...時槽
1706...網路介面
1708...編碼解碼器
1710...主機處理器
1712...記憶體裝置
1714...程式產品
1716...使用者介面
圖1為根據本發明而建構之通信系統100之若干部分的說明。
圖2為說明用於經由圖1系統中之無線網路遞送封包資料之一例示性封包資料網路及各種無線電介面選項之方塊圖。
圖3為利用GSM無線電介面說明圖1系統中之兩無線訊框302及304之方塊圖。
圖4為說明用於無線通信系統中封包資料之協定堆疊之圖。
圖5為說明使用典型語法來識別流之各種部分之視訊訊框之編碼視訊流的圖。
圖6展示以AVC/H.264而編碼之視訊序列之片斷大小的直方圖,其中最大大小徑約束或限制至189位元組。
圖7為說明當使用RTP/UDP/IP協定經由無線鏈路傳輸諸如視訊資料之多媒體資料時存在之各種封裝層級的圖。
圖8為說明將諸如多媒體資料封包之應用資料封包配置成實體層資料封包之實例的圖。
圖9說明一基於cdma2000之系統在多個CBR通道用來創建一偽VBR通道時的時槽特徵。
圖10為說明10 fps視訊流在一使用DCCH及SCH之cdma2000系統上使用EBR之傳輸的圖。
圖11為比較對於使用可變位元速率通道與明確位元速率通道而傳輸之若干樣本視訊序列之藉由峰值訊雜比(PSNR)而量測之品質的長條圖。
圖12為說明對於典型視訊夾片(video clip)之DCCH與V-SCH之典型片斷分佈之直方圖的長條圖。
圖13為比較經由VBR通道與EBR-PDCH通道而傳輸之各種視訊序列之藉由峰值訊雜比(PSNR)而量測之品質模擬的長條圖。
圖14為說明為PDCH通道而約束之多媒體編碼器之片斷大小分佈的長條圖。
圖15為說明經由200毫秒週期傳輸兩個10 fps視訊訊框之實例的圖,其中I訊框比相鄰之P訊框利用更多時槽。
圖16為說明經由無線通信通道傳輸資訊資料之方法的流程圖。
圖17為根據本發明之例示性實施例而建構之無線通信裝置或行動台(MS)的方塊圖。
100...通信系統
101...基礎結構
102...基地台
104、105...無線通信裝置(WCD)
106...基地台控制器
108...行動交換中心
120...交換網路
122、124...陸線通信裝置
132、134、136、138...訊號

Claims (48)

  1. 一種在一無線通信系統上傳輸資訊之方法,該方法包含:在可用通信通道上判定在一資訊單元之一間隔期間在該無線通信系統中能發生之傳輸之數量;及將該資訊單元分割成片斷之數量,其中該片斷之數量等於或小於該經判定之傳輸之數量,其中該等片段之每一者係可獨立地解碼,且其中該等片段之每一者之一大小不超過該等可用通信通道之複數個實體層資料封包大小之一者及該等片段之每一者對應至一實體層封包。
  2. 如請求項1之方法,其中將該資訊單元進行分割係由使用一具有一速率控制模組之編碼器所執行,該速率控制模組係經組態以執行速率控制。
  3. 如請求項1之方法,其中該資訊單元包含一可變位元速率資料流。
  4. 如請求項1之方法,其中該資訊單元包含視訊資料。
  5. 如請求項1之方法,其中該資訊單元包含音訊資料。
  6. 如請求項1之方法,其中該通信系統為一CDMA系統。
  7. 如請求項1之方法,其中該通信系統係一時槽通信系統,其中實體層封包係在時槽中傳輸。
  8. 如請求項1之方法,其進一步包含:判定該等可用通信通道之可能實體層資料封包大小;及約束該等片斷,使得該等片段之每一者具有一不超過該等可用通信通道之該等實體層資料封包大小之一者。
  9. 如請求項1之方法,其中該通信系統為一GSM系統。
  10. 如請求項1之方法,其中該通信系統為一EDGE系統。
  11. 如請求項1之方法,其中該通信系統為一GPRS系統。
  12. 一種在一無線通信系統上傳輸資訊之方法,該方法包含:判定在一資訊單元之一間隔期間在可用通信通道中能發生之傳輸之數量;判定該等可用通道之可能實體層資料封包大小;及將該資訊單元分割成片斷之數量,其中該片斷之數量等於或小於在該資訊單元之該間隔期間能發生之傳輸的數量,其中該等片段之每一者係可獨立地解碼,及該等片段之每一者之一大小不超過該等可用通信通道之該經判定實體層資料封包大小之一者,及該等片段之每一者對應至一實體層封包。
  13. 如請求項12之方法,其中將該資訊單元進行分割係由使用一源編碼器所執行,該源編碼器裝備有一能夠產生不同大小之片段之速率控制模組。
  14. 如請求項12之方法,其中該資訊單元係複數個資訊單元之一者,且其中該複數個資訊單元係在一恆定速率下由一資訊源所產生。
  15. 如請求項14之方法,其中該複數個資訊單元為資訊訊框。
  16. 如請求項12之方法,其中該資訊單元包含一可變位元速率資料流。
  17. 如請求項12之方法,其中該資訊單元包含多媒體資料。
  18. 如請求項12之方法,其中該資訊單元包含視訊資料。
  19. 如請求項12之方法,其中該資訊單元包含音訊資料。
  20. 如請求項12之方法,其中該等通信通道為CDMA通道。
  21. 如請求項12之方法,其中該等通信通道為GSM通道。
  22. 如請求項12之方法,其中該等通信通道為EDGE通道。
  23. 如請求項12之方法,其中該等通信通道為GPRS通道。
  24. 如請求項12之方法,其中該等通信通道為時槽通道。
  25. 如請求項12之方法,其中將該資訊單元分割成片斷之數量包含約束一編碼器以將該資訊單元分割成該片斷之數量,其中該等片斷之大小等於或小於該等經判定之實體層資料封包大小。
  26. 如請求項12之方法,其中將該資訊單元分割成片斷之數量包含約束一編碼器以將該資訊單元分割成該片斷之數量,其中該片斷之數量等於或小於在該資訊單元之該間隔期間能發生之傳輸的數量。
  27. 一種在一無線通信系統上傳輸資訊之方法,該方法包含:在可用通信通道上判定在一視訊訊框之一間隔期間在該無線通信系統中能發生之傳輸之數量;及將該視訊訊框分割成片斷之數量,其中該等片斷之每一者包含至少一巨集區塊,且該等片段之大小不超過該等可用通信通道之複數個實體層封包大小之一者及該等片段之每一者對應至一實體層封包,及其中該片斷之數量等於或小於該經判定之傳輸的數量。
  28. 一種無線通信裝置,其包含:一控制器,其經組態以判定可用通信通道之實體層封 包大小;及一編碼器,其經組態以將一具有一間隔之資訊單元中所含有之資料分割成封包之數量,其中該等片段之每一者係可獨立地解碼,且該等片段之大小係經選擇不超過該等可用通信通道之該經判定實體層封包大小之一者,及該等片段之每一者對應至一實體層封包,及其中該片斷之數量等於或小於在該資訊單元之該間隔期間可用於傳輸該資訊單元的傳輸之數量。
  29. 如請求項28之無線通信裝置,其進一步包含:一網路介面,其經組態以從該等可用通信通道接收資料封包;及一耦合至該網路介面之解碼器,其經組態以將該等經接收之資料封包進行解碼,其中該等經解碼之資料封包係經積聚以產生一多媒體資料流。
  30. 如請求項29之無線通信裝置,其中該等經接收之資料封包的一大小係由該解碼器來估計。
  31. 如請求項29之無線通信裝置,其中該等經接收之資料封包的一大小係以額外傳訊訊號來指示。
  32. 如請求項29之無線通信裝置,其中該多媒體資料流為一可變位元速率資料流。
  33. 如請求項29之無線通信裝置,其中該多媒體資料流為一視訊流。
  34. 如請求項29之無線通信裝置,其中該多媒體資料流為一電話會議流。
  35. 如請求項28之無線通信裝置,其進一步包含一經組態以傳輸實體層封包之傳輸器。
  36. 如請求項28之無線通信裝置,其中該資訊單元包含一可變位元速率資料流。
  37. 如請求項28之無線通信裝置,其中該資訊單元包含多媒體資料。
  38. 如請求項28之無線通信裝置,其中該資訊單元包含視訊資料。
  39. 如請求項28之無線通信裝置,其中該資訊單元包含音訊資料。
  40. 如請求項28之無線通信裝置,其中該資訊單元係複數個資訊單元之一者。
  41. 如請求項40之無線通信裝置,其中該複數個資訊單元在一恆定速率下由一資訊源所產生。
  42. 如請求項28之無線通信裝置,其中該複數個可用通信通道為CDMA通道。
  43. 如請求項28之無線通信裝置,其中該等可用通信通道為GSM通道。
  44. 如請求項28之無線通信裝置,其中該等可用通信通道為GPRS通道。
  45. 如請求項28之無線通信裝置,其中該等可用通信通道為EDGE通道。
  46. 一種電腦可讀取媒體,其包含一程式碼,該程式碼用於執行一在一無線通信系統中編碼用於傳輸之資料的方 法,該程式碼包含程式指令,當由一處理器所執行時,該等程式指令造成該處理器執行以下操作,其包含:在可用通信通道上判定在一資訊單元之一間隔期間在該無線通信系統中能發生之傳輸之數量;及將該資訊單元分割成片斷之數量,其中該等片段之每一者係可獨立地解碼,且該等片段之大小不超過該等可用通信通道之複數個封包大小之一者及該等片段之每一者對應至一實體層封包,及其中該片斷之數量等於或小於該經判定之傳輸的數量。
  47. 一種電腦可讀取媒體,其包含一程式碼,該程式碼用於執行一在一無線通信系統中編碼用於傳輸之資料的方法,該程式碼包含程式指令,當由一處理器所執行時,該等程式指令造成該處理器執行以下操作,其包含:判定可用通信通道之可能實體層封包大小;判定在一資訊單元之一間隔期間在該等可用通信通道上能發生之傳輸的數量;及將該資訊單元中所含有之資料分割成片斷之數量,其中該等片段之每一者係可獨立地解碼,及其中該片斷之數量等於或小於該經判定之傳輸的數量且該等片段之每一者之一大小不超過該等可能實體層封包大小之一者,及該等片段之每一者對應至一實體層封包。
  48. 如請求項47之電腦可讀取媒體,其中該程式碼進一步包含程式指令,當由一處理器所執行時,該等程式指令造成該處理器執行以下操作,其包含: 從該等可用通信通道接收資料封包;及將該等經接收之資料封包進行解碼,且將該等經解碼之封包積聚以產生一可變位元速率多媒體資料流。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000078054A1 (en) * 1999-06-12 2000-12-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Encoding method of multimedia data and device thereof
WO2002023745A2 (en) * 2000-09-15 2002-03-21 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for high data rate transmission in a wireless communication system
US20030208615A1 (en) * 2002-05-02 2003-11-06 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for adjusting the maximum size of the information sequences transmitted in a telecommunication network

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