CN101212459B - 控制媒体编码速率的方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了控制IP多媒体会话中媒体编码速率的方法，其核心在于，无线终端所应用的媒体编码速率同时受到其所在无线网络中负责无线资源管理的网络设备和通信对端所在无线网络的无线资源状况的制约。本发明还公开了控制IP多媒体会话中媒体编码速率的系统和设备。本发明由网络设备对无线终端的速率调整请求进行控制和决策，也可以根据无线终端的请求进行动态的资源分配，保证调整编码速率后的多媒体会话能够得到有效编码，并且使得无线终端应用的媒体编码速率同时受到通信对端和无线网络资源状况的制约。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种控制媒体编码速率的方法、系统和设备。
背景技术
通信系统中，语音、视频等媒体内容需要经过采样、量化成为数字信号后进行压缩编码再通过通信网络进行传送。在移动通信系统中，由于无线信道环境变化较快，通常采用自适应可调速率的信源编码，根据无线信道质量及系统负载情况动态调整编码速率，在通信质量与系统容量之间通过灵活的配置达到较好的平衡。当系统负载较轻时，通常采用高速率的信源编码，提供高品质的通信体验，但是另一方面，由于高速率的信源编码占用较多的带宽而仅能提供较低的总系统容量。反之，在系统负载较重时，通过配置使用较低速率的信源编码，可以占用较少的系统带宽而增加系统容纳的总用户数，但是通信质量不是最优。在UMTS(Universal Mobile TelecommunicationSystem，通用移动通信系统)中，语音就是采用AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多速率编码)及AMR-WB(AMR-Wide Band，自适应多速率宽带编码)编码技术，其中AMR支持从4.75kpbs到12.2kpbs共8种速率选择，而AMR-WB则支持从6.60kpbs到23.85kpbs共9种速率选择。
UMTS系统包括UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS陆地无线接入网络)和CN(Core Network，核心网)两个部分。其中CN包括CS(Circuit Switch，电路交换)和PS(Packet Switch，分组交换)两个域，CS域主要用于提供传统的语音等会话类业务，PS域最初则主要提供基于分组特别是基于IP(Internet Protocol，因特网协议)分组的数据业务。另一方面，移动通信网络正逐渐向全IP化的方向发展，3GPP(3rd Generation PartnerProject，第三代伙伴项目)组织也在UMTS网络中引入了全新的IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)域，可以提供基于IP之上的会话类业务，典型地包括VoIP(Voice Over IP，IP承载的语音)类业务。
UTRAN又由RNC(Radio Network Control，无线网络控制器)和NodeB(节点B)组成，其中由RNC负责对无线资源进行分配管理，并且能随时获取无线资源的使用情况，因此在UMTS网络中，自适应多速率语音编码的速率调整和控制也是由RNC发起。上行速率控制是RNC调整UE应用的编码速率的过程，而下行速率控制则是RNC通知CS域CN或者通信对端调整编码速率的过程。
具体地，RNC通过RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)实体向UE的RRC实体发送传输格式组合控制(Transport Format CombinationControl)来进行上行速率控制。UE的RRC实体根据此消息具体控制UE的声码器调整语音编码速率，同时对介质访问控制层(MAC，Medium AccessControl)实体进行控制，修改可用的传输编码格式组合(TFC，Transport FormatCombination)，随后UE即可应用新的语音编码速率，并使用新的传输格式组合，从而改变UE上行传送的数据速率和语音编码速率。
而下行速率控制则是RNC通过与CS域CN之间的用户面协议Iu-UP发送速率控制帧的过程。承载语音的连接建立后，Iu-UP初始化过程会在RNC和CS域之间协商可用的编码速率集，而速率控制帧则可以修改与该速率控制帧的发送方向相反的方向上可用的语音编码速率集。在传统的R99(Release99)电路域语音会话业务中，MSC(Mobile Switch Center，移动交换中心)中的编解码转换器(或称声码器)会将语音编码进行转换，在核心网中以完全不同的编码方式进行传送。而在R4(Release 4)版本以后，实现了承载和控制相分离，语音承载由MGW(Media GateWay，媒体网关)提供，并且引入了TrFO(Transcoder Free Operation，没有编解码转换器的操作)的概念，使得电路域核心网可以在语音承载上不使用声码器，即语音编码在整个承载连接上不进行任何转换。没有应用TrFO时，CS域的CN总是根据RNC发起的Iu-UP速率控制过程对编码转换器进行控制，在CN到RNC的方向上调整编码速率适应RNC的要求，但是不会主动在Iu-UP上发起速率控制过程修改 RNC到CN方向可用的编码速率集。而在应用了TrFO的情形下，由于CN中没有编码转化器，无法对编码速率进行调整适应RNC的要求，从一侧的RNC1发起的Iu-UP速率控制帧会在MGW之间用户面接口上进行透传，到达核心网的边界后又通过Iu-UP传送给位于另一侧的RNC2。RNC2会根据需要发起上行速率控制过程调整它所控制的UE应用的编码速率，这种情况下RNC1进行下行速率控制的目标最终由其通信对端的RNC2发起上行速率控制过程来达成。
由于Iu-UP初始化过程和Iu-UP速率控制过程的存在，RNC总是知晓CS域CN或通信对端在RNC的上行方向、即自RNC向CN的方向所允许的语音编码速率集。因此RNC进行上行速率控制时能够保证调整后的上行编码速率不超出来自CN或者通信对端的限制。
UMTS网络中，基于IMS域提供的VoIP等多媒体会话类业务通过SIP(Session Initiation Protocol，会话初始协议)呼叫信令建立端到端的会话承载，该承载是基于UMTS网络PS域提供的无连接分组链路。具体地，媒体信息编码块由RTP(Real-Time Protocol，实时协议)协议进行封装，封装之后的RTP分组一般又通过IP之上的UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)协议进行端到端的传送。另外，一个会话通常还可以包含一个端到端的RTCP(Real-Time Control Protocol，实时控制协议)连接，用以反馈和收集接收质量，RTCP分组通常也使用UDP协议传送。对于UMTS的PS域而言，该承载所使用的分组链路与其他IP业务使用的分组链路并无不同。IP报文在网络中可能会经过UTRAN与PS域之间的Iu-PS接口，PS域核心网内部的Gn/Gp接口，可能还有PS域核心网与其他IP网络之间的Gi接口。在以上涉及的几个接口中，都没有专门的用户面协议，而仅仅提供IP报文的编码功能。尽管在UTRAN与PS域之间以及PS域内部都有其他专门的控制信令，但是所述信令与具体IP之上的业务没有任何控制关系。在这种情况下，CS域现有的速率控制方法显然无法应用于基于IMS域的VoIP类的多媒体会话业务。
现有技术中提出了针对VoIP业务的一种新的速率控制方法，具体如图1所示。上行速率控制是RNC(Radio Network Control，无线网络控制器)通过 RRC信令请求UE在上行使用新的语音编码速率，只是由于VoIP业务中编码格式组合与语音编码速率之间不再有对应关系，因此不能使用编码格式组合控制消息，而需要使用新的RRC消息，UE根据RRC消息携带的新的语音编码速率指示控制声码器应用新的语音编码速率；而下行速率的控制的方法则是RNC通过RRC信令通知UE新的下行可使用的语音编码速率，由UE的RRC实体控制AMR成帧模块在承载语音的RTP分组中附加带内信令通知VoIP的对端调整语音编码速率，对端根据此带内信令控制声码器使用新的语音编码速率，典型的带内信令是承载AMR及AMR-WB语音的RTP分组载荷头部(Payload Header)的CMR(Change Mode Request，改变模式请求)。
该方法的问题在于，当VoIP的对端同样是移动网络终端，比如是UMTS网络中的UE时，对端UE本身并不是所在无线网络的无线资源的控制者，也因此不应该直接控制所应用的语音编码速率。由对端UE直接调整声码器的语音编码速率，可能导致以调整后的速率进行编码的语音分组无法通过其无线网络进行有效的传送，尤其是当调整后的编码速率比当前正在使用的编码速率更高的情况。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种控制媒体编码速率的方法、系统和设备，使得无线终端应用的媒体编码速率能够受自身所在无线网络的无线资源管理设备和通信对端网络的有效控制。
为达到上述目的，本发明的一实施例提供一种控制媒体编码速率的方法，包括如下步骤：
无线终端与通信对端建立因特网协议IP多媒体会话后，接收管理所述无线终端的网络设备发送的上行编码速率控制命；
判断是否根据所述上行编码速率控制命令调整上行编码速率，具体包括：所述无线终端向通信对端发送上行编码速率调整请求，用于所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整上行编码速率；所述无线终端接收所述通信对端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整上行编码速率；
所述无线终端根据所述判断结果应用新的或维持原有的上行编码速率。
本发明的另一实施例还提供一种控制媒体编码速率的方法，包括如下步骤：
无线终端与通信对端建立因特网协议IP多媒体会话后，接收通信对端发送的下行编码速率调整请求；
判断是否根据所述下行编码速率调整请求调整编码速率，具体包括：所述无线终端向管理所述无线终端的网络设备发送上行编码速率调整请求，用于所述管理无线终端的网络设备根据无线资源状况决定接受、拒绝或修改用户设备的请求，所述无线终端接收所述管理无线终端的网络设备发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整下行编码速率；
所述无线终端根据所述判断结果应用新的或维持原有的下行编码速率。
本发明的另一实施例还提供一种控制媒体编码速率的方法，包括如下步骤：
无线终端和通信对端确定IP多媒体会话可用编码速率集；
管理所述无线终端的网络设备获取并存储所述编码速率集；
管理所述无线终端的网络设备根据所述编码速率集向所述无线终端发送上行编码速率控制命令，控制所述无线终端的编码速率。
本发明的另一实施例还提供一种控制媒体编码速率的方法，包括如下步骤：
无线终端和通信对端确定IP多媒体会话可用编码速率限制，并存储所述编码速率限制，所述编码速率限制包括管理所述无线终端的网络设备的上行编码速率限制和通信对端的上行编码速率限制；
所述无线终端接收到管理所述无线终端的网络设备发送的编码速率控制命令或所述通信对端发送的编码速率集调整请求时，更新所述编码速率限制并根据所述编码速率限制调整编码速率。
本发明的另一实施例还提供一种控制媒体编码速率的系统，包括网络设备和至少一个无线终端，
所述网络设备，包括无线资源控制实体，根据所在无线网络的资源状况， 处理所述无线终端的上行或下行编码速率调整请求，并向所述无线终端发送上行或下行编码速率调整消息；
所述无线终端，包括终端控制实体，根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，并向所述网络设备和/或其他无线终端发送上行或下行编码速率调整请求；所述根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向通信对端发送编码速率调整请求，用于所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述通信对端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
本发明的另一实施例还提供一种网络设备，包括无线资源控制实体和编码速率存储实体，无线资源控制实体根据所在无线网络的资源状况，处理无线终端的上行或下行编码速率调整请求，并向无线终端发送上行或下行编码速率调整消息，所述上行或下行编码速率调整消息用于无线终端来调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向无线资源控制实体发送编码速率调整请求，用于所述无线资源控制实体判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述无线资源控制实体发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
本发明的再一实施例还提供一种无线终端，包括终端控制实体，根据网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，并向网络设备和/或其他无线终端发送上行或下行编码速率调整请求；所述根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向网络设备和/或其他无线终端发送编码速率调整请求，用于所述网络设备和/或其他无线终端判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述网络设备和/或其他无线终端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明中，由监控无线资源状况并管理无线资源的网络设备对无线终端的速率调整请求进行控制和决策，并进行动态的资源分配，保证调整编码速率后的多媒体会话能够得到有效编码，避免了改变媒体编码速率对网络负载和网络无线资源状况带来的不利影响，达到通过媒体编码速率控制适应无线
资源状况的目标。另外，保证了无线终端应用的媒体编码速率同时受到所在无线网络和通信对端所在无线网络的无线资源状况的制约，有效解决终端自身决定调整媒体速率导致不能通过无线网络有效传送的问题。
附图说明
图1是现有技术中VoIP语音编码速率控制方法的示意图；
图2是本发明的第一实施例中无线网络控制器发起的上行速率控制过程示意图；
图3是本发明的第一实施例中无线网络控制器发起的下行速率控制过程示意图；
图4是本发明的第二实施例中通信对端通过RTCP反馈触发用户设备调整速率过程示意图；
图5是本发明的第三实施例中用户设备与通信对端设定编码速率集并通知RNC的示意图；
图6是本发明的第三实施例中通信对端修改用户设备在上行方向允许使用的编码速率集的示意图；
图7是本发明的第四实施例中RNC发起上行速率控制过程示意图；
图8是本发明的第四实施例中通信对端向UE发送调整允许发送的最大编码速率的示意图；
图9是本发明的第四实施例中RNC发起的下行速率控制过程示意图；
图10是本发明的第五实施例中控制媒体编码速率的系统示意图。
具体实施方式
本发明实施例的核心在于，由监控无线资源状况及负责无线资源管理的网络设备对无线终端的速率调整请求进行控制和决策，无线终端所应用的媒体编码速率同时受到其所在无线网络和通信对端所在无线网络的无线资源状况的制约。本发明可以应用在各种无线通信网络中的负责资源控制的网络设备和无线终端上，如CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)EvDO (Evolution Data Only)系统中的BSC(Base Station Controller，基站控制器)和AT(Access Terminal，接入终端)，或者UMTS网络中的无线网络控制器RNC和用户设备UE等。以下以UMTS网络中，负责无线网络资源控制的无线网络控制器RNC和移动用户设备为例，结合附图对本发明的方法做进一步详细说明。
本发明中的第一实施例为无线网络控制器调整用户设备的上行或下行媒体编码速率的过程。该过程具体包括：无线网络控制器对无线资源状况进行监控，据此做出调整用户设备上行或下行媒体编码速率的决定，并发送上行或下行媒体编码速率控制的命令给用户设备。用户设备向通信对端发送请求，请求对端允许自己调整在发送带内请求信令的方向上使用的编码速率(即上行速率)，或请求对端调整在与发送带内请求信令相反方向上使用的编码速率(即下行速率)。如果通信对端是无线终端，则对端需请求其所在网络的无线网络控制器对下行或上行速率调整请求进行决策。根据无线网络控制器的决策，如果需要自己调整编码速率，则自己进行调整，如果是允许发起调整请求的一方进行调整，则将结果反馈给发起调整请求的一方，由发起请求方进行相应的调整。
如图2所示，本发明的第一实施例中无线网络控制器发起的上行速率控制过程包括：
步骤s201、RNC1根据无线资源状况，决定改变上行媒体编码速率。
步骤s202、RNC1通过RRC信令发送上行速率控制命令给UE1，其中携带调整后的目标编码速率或编码速率集。
步骤s203、UE1向通信对端UE2发送上行速率调整请求：由于RNC1发送的上行速率控制命令可能导致UE1应用比目前使用的编码速率更高的编码速率，UE1通过伴随多媒体会话的带内信令向通信对端UE2发送上行速率调整请求，其中携带UE1期望在上行使用的目标编码速率或编码速率集。
步骤s204、UE2向RNC2发送下行速率调整请求：UE2通过RRC信令向所在无线网络的RNC2请求调整下行媒体编码速率，其中携带期望使用的目标编码速率或编码速率集。
步骤s205、RNC2根据无线资源状况对下行媒体编码速率调整请求做出接受、拒绝或修改的决定。
步骤s206、RNC2向UE2发送下行速率调整响应：RNC2将结果通过RRC信令返回给UE2，反馈结果可以包括可应用的新的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
步骤s207、UE2向UE1发送上行编码速率调整响应：UE2通过伴随多媒体会话的带内信令发送上行速率调整响应消息给UE1，将RNC2返回的结果转发给UE1，其中可以包括可应用的新的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
步骤s208、UE1向RNC1发送上行速率控制响应消息：响应消息中可以包括应用的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
步骤s209、UE1控制其声码器维持原有或应用新的媒体编码速率，在多媒体会话承载上传送以新的速率编码的媒体分组数据。
上述步骤中，若步骤s203中RNC1发送的上行速率控制命令使UE1应用比目前使用的编码速率更低的编码速率，UE1也可以直接接受该控制命令并结束，而不必向通信对端发送编码速率调整请求。当然，这种情况下仍然按照上述步骤s203～步骤s209，由通信对端对是否调整编码速率进行判断也是完全可以的。
如图3所示，本发明的第一实施例中无线网络控制器发起的下行速率控制过程包括：
步骤s301、RNC1根据无线资源状况，决定改变下行媒体编码速率。
步骤s302、RNC1发送下行速率控制消息给UE1，其中携带调整后的目标编码速率或编码速率集。
步骤s303、UE1向通信对端UE2发送下行速率调整请求：UE1通过伴随多媒体会话的带内信令向通信对端UE2发送下行速率调整请求，其中携带UE1期望在下行使用的目标编码速率或编码速率集。
步骤s304、UE2向RNC2发送上行速率调整请求：由于UE1发送的下行速率调整请求可能导致UE2应用比比目前使用的编码速率更高的编码速率，UE2 通过RRC信令向所在无线网络的RNC2请求调整上行媒体编码速率，其中携带期望使用的目标编码速率或编码速率集。
步骤s305、RNC2根据无线资源状况对UE2的上行媒体编码速率调整请求做出接受、拒绝或修改的决定。
步骤s306、RNC2向UE2发送上行速率调整响应：RNC2将结果通过RRC信令返回给UE2，反馈结果可以包括可应用的新的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
步骤s307、UE2向UE1发送下行编码速率调整响应：UE2通过伴随多媒体会话的带内信令发送下行速率调整响应消息给UE1，将RNC2返回的结果转发给UE1，其中可以包括可应用的新的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
步骤s308、UE2控制其声码器维持原有或应用新的媒体编码速率，在多媒体会话承载上传送以新的速率编码的媒体分组数据。
步骤s309、UE1向RNC1发送下行速率控制响应消息：响应消息中可以包括应用的目标编码速率，或可用编码速率集，或拒绝指示。
上述步骤中，若步骤s304中UE1发送的下行速率调整请求使UE2应用比目前使用的编码速率更低的编码速率，UE2也可以直接接受该控制命令并结束，而不必向管理UE2的RNC2发送编码速率调整请求。当然，这种情况下仍然按照上述步骤s304～步骤s309，由管理通信对端的网络设备对是否调整编码速率进行判断也是完全可以的。
第一实施例中，RNC向UE发送的调整允许发送的编码速率集时，所指示的编码速率集可以使用其中的最大编码速率来表示，该种情况的处理方式与第一实施例中描述的过程相同，在这里不做重复介绍。
上述第一实施例所述的方案中，上行或下行编码速率调整请求或响应消息可以通过RTP头部扩展进行传送。具体为：根据RFC(Request For Comment，Internet协议组规范文档)3550，将RTP头部的X字段置为1，并在紧随RTP头部的部分填充头部扩展。RTP头部扩展包含16比特的自定义信息，紧接着一个长度指示字段，随后是头部扩展的具体内容。所述长度指示字段指示了自长 度指示字段后开始到RTP载荷部分起始处结束以32比特为单位的长度信息。本发明所述的带内信令可以包含在头部扩展的具体内容部分，其中至少应包括以下信息：消息类型字段，典型地、可以是2个比特的二进制数，数值0到3分别表示上行编码速率调整请求、上行编码速率调整响应、下行编码速率调整请求及下行编码速率调整响应；紧随其后是具体期望的目标编码速率或可用编码速率集，通常也可以用编码速率集中的最大值隐含表示不超过该最大值的编码速率集合。典型地，目标编码速率或者编码速率集中的最大编码速率可以用4个比特的二进制数表示，并且预先规定在响应消息中1111、即十进制数值15表示拒绝，其他从0起始到N-1的N个值表示从低到高的N个媒体编码速率，N为具体媒体编码方式所支持的不同编码速率的数目，N＜＝15，当然也可以采用更多的比特表示编码速率，从而支持更多的编码速率数目，但是仍然使用全1的二进制数比特序列表示拒绝。另外也可以使用多个4比特二进制数的列表表示一个编码速率集，其中每个4比特二进制数与媒体编码速率的对应关系如上所述，可以使用空的列表表示拒绝，或者专门使用一个额外的比特表示接受或拒绝，而不再需要用1111表示拒绝。
特别地，对于采用AMR或AMR-WB的语音编码，下行编码速率调整请求的带内信令可以使用RTP承载AMR或AMR-WB的载荷头部(Payload Header)的CMR字段进行传送。根据RFC 3267所定义的RTP承载AMR及AMR-WB的载荷格式，所述载荷的头部仅包含4个比特的CMR字段，CMR＝15表示没有优选的语音编码速率。当承载AMR时，CMR的值为0到7时分别对应于AMR4.75kbps到12.2kbps共8种优选语音编码速率，具体如表1所示。而当承载AMR-WB时，CMR的值为0到8时分别对应于AMR-WB 6.60kbps到23.85kpbs共9种优选语音编码速率，具体如表2所示。所述的优选语音编码速率也就是目标编码速率或编码速率集中的最大速率值。
表1、CMR的值与优选AMR语音编码速率的对应关系
| CMR | AMR语音编码速率 |
| 0 | AMR 4，75kbit/s |
| 1 | AMR 5，15kbit/s |
| 2 | AMR 5，90kbit/s |
| 3 | AMR 6，70kbit/s(PDC-EFR) |
| 4 | AMR 7，40kbit/s(TDMA-EFR) |
| 5 | AMR 7，95kbit/s |
| 6 | AMR 10，2kbit/s |
| 7 | AMR 12，2kbit/s(GSM-EFR) |
表2、CMR的值与优选AMR-WB语音编码速率的对应关系
| CMR | AMR-WB语音编码速率 |
| 0 | AMR-WB 6.60kbit/s |
| 1 | AMR-WB 8.85kbit/s |
| 2 | AMR-WB 12.65kbit/s |
| 3 | AMR-WB 14.25kbit/s |
| 4 | AMR-WB 15.85kbit/s |
| 5 | AMR-WB 18.25kbit/s |
| 6 | AMR-WB 19.85kbit/s |
| 7 | AMR-WB 23.05kbit/s |
| 8 | AMR-WB 23.85kbit/s |
如前所述，IMS域会话业务中，还可能存在伴随RTP会话的RTCP连接，而RTCP提供了通过发送接收状态报告隐式地请求通信对端调整编码速率的机制。接收端对主要包括丢包率，抖动等的接收质量信息进行统计，生成接收状态报告并通过伴随多媒体会话的RTCP连接向通信对端发送。具体是通过发送者报告(Sender Report，SR)或接受者报告(Receiver Report，RR)类型的RTCP包进行发送，或者通过包含SR或RR的组合RTCP包进行发送。接收到SR或RR的一端根据其中包括的丢包率及抖动等信息，判断当前使用的编码速率是否合适，并可能进行相应调整。因此通信对端也可以通过RTCP发送接收状态报告来请求调整速率，某些系统中，通信对端为无线终端时，也可以直接由控制通信对断的无线设备以通信对端的名义发起RTCP接收状态报告。上 述情况下，RTCP接收状态报告即是来自通信对端的速率调整消息。本发明的第二实施例为通信对端通过RTCP反馈触发用户设备调整速率的过程，如图4所示，具体包括以下几个步骤：
步骤s401、用户设备UE1收到通信对端UE2通过RTCP反馈的接收报告。
步骤s402、根据此报告，用户设备UE1推导出为提高通信对端接收质量而需要在此会话的上行或下行方向上应用的编码速率信息。
步骤s403、用户设备UE1向无线网络控制器RNC1发送速率调整请求，其中携带所述推导出的编码速率信息。
步骤s404、无线网络控制器RNC1根据无线资源状况决定接受、拒绝或修改用户设备的请求。
步骤s405、无线网络控制器RNC1通过速率调整响应将结果反馈给用户设备UE1。
步骤s406、收到速率调整响应的用户设备UE1调整自己对媒体进行编码所应用的编码速率。
步骤s407、用户设备UE1通过伴随会话的带内信令将无线网络控制器RNC1的响应转发给通信对端UE2。
本发明中的第三实施例为无线网络控制器存储用户设备与通信对端预先确定的具体选用的媒体编码，并调整用户设备的上行或下行媒体编码速率的过程，该过程具体包括以下几个步骤：首先，在多媒体会话建立过程中，UE与通信对端通过协商确定具体选用的媒体编码，及可用的编码速率集，UE将所述编码速率集通过RRC信令报告给RNC，RNC保存此编码速率集。
如图5所示，本发明中的第三实施例中，用户设备与通信对端设定编码速率集并通知RNC的过程包括：
步骤s501、多媒体会话建立：UE1与通信对端通过SIP信令建立IP会话，其中SIP信令可以携带SDP描述，用户设备与通信对端通过SDP描述中携带的媒体编码格式及相应的编码速率集合进行初始编码协商，确定会话中应用的编码格式及可用编码速率集。
步骤s502、UE1向RNC1发送上行允许速率集报告：UE1通过RRC信令向 RNC1发送上述多媒体会话建立阶段与通信对端协商得到的编码速率集。
步骤s503、RNC1保存上行允许的编码速率集并结束。
而后，在多媒体会话过程中，通信对端可以通过带内信令修改UE在上行方向允许使用的编码速率集，当接收到所述编码速率集时，UE也通过RRC信令将其报告给RNC，如果UE当前使用的编码速率超出了通信对端限制的编码速率范围，UE还应调整自己的编码速率以保证不超过通信对端的限制；RNC将保存的编码速率集更新为UE报告的值，如果更新后允许的编码速率范围较更新前相比更大，则RNC进一步根据无线资源状况判断是否可以允许UE在上行使用新的编码速率，如果可以，则RNC发起上行速率控制过程。
如图6所示，本发明中的第三实施例中，上述通信对端修改用户设备在上行方向允许使用的编码速率集的过程包括：
步骤s601、通信对端通过带内信令向UE1发送调整允许发送的编码速率集指示。
步骤s602、UE1判断当前其使用的编码速率是否大于通信对端限制的编码速率集中的最大值。
步骤s603、UE1维持原有或应用新的媒体编码速率：UE1当前使用的编码速率大于通信对端限制的编码速率集中的最大值时，自动调整至新的编码速率以不超过通信对端的限制；UE1当前使用的编码速率小于通信对端限制的编码速率集中的最大值时，维持原有的编码速率。
步骤s604、UE1向RNC1发送上行允许速率集报告。
步骤s605、RNC1更新上行允许的编码速率集。
步骤s606、如果更新后允许的编码速率范围较更新前相比更大，则RNC1进一步根据无线资源状况判断是否可以允许UE1在上行使用新的编码速率，如果可以，则RNC发起上行速率控制过程。
另外，在多媒体会话过程中，RNC1对无线资源状况进行实时监控，根据无线资源状况的变化决定是否调整上行允许的媒体编码速率集或下行允许的媒体编码速率集，即发起上行或下行速率控制过程。
上行速率控制过程为：RNC通过RRC信令发送上行速率控制消息给UE， 其中携带目标编码速率或上行允许的编码速率集。UE根据RNC的命令调整自己的声码器使用RNC指定的目标编码速率或不超出RNC给定编码速率集限制的编码速率；当调整上行媒体编码速率时，RNC保证调整后的目标编码速率不会超出保存的上行允许的编码速率集的限制。下行速率控制过程为：RNC通过RRC信令发送下行速率控制消息给UE，其中携带下行允许的编码速率集；UE通过伴随多媒体会话的带内信令通知通信对端允许发送的编码速率集。如果通信对端为UE，则通信对端的UE也需按前述步骤s601至步骤s606方法进行相应的处理。
第三实施例中，通信对端通过带内信令向UE发送调整允许发送的编码速率集时，所指示的编码速率集可以使用其中的最大编码速率来表示，该种情况的处理方式与第三实施例中描述的过程相同，在这里不做重复介绍。
本发明中的第四实施例为用户设备预先存储通信对端与无线网络控制器所允许的上行最大编码速率、并由无线网络控制器调整上行或下行媒体编码速率的过程，该过程具体包括以下几个步骤：首先，在UE中设置变量RNC控制的上行编码速率限制(以下记为速率限制1)和通信对端要求的上行编码速率限制(以下记为速率限制2)。在多媒体会话建立过程中，UE与通信对端通过协商确定具体选用的媒体编码，及可用的编码速率集，并将速率限制1和速率限制2的值都初始化为所述编码速率集中的最大值。
RNC对无线资源状况进行监控，并根据无线资源状况的变化调整上行或下行允许的最大编码速率。另一方面，在多媒体会话过程中，通信对端可以通过带内信令通知UE允许发送的最大编码速率，UE总是保证使用同时不超过所在无线网络的RNC所给的上行允许的最大编码速率和通信对端所限制的允许发送的最大编码速率。
如图7所示，本发明的第四实施例中，该RNC发起的上行速率控制过程具体包括：
步骤s701、RNC1根据无线资源状况变化，决定改变上行允许的最大编码速率。
步骤s702、RNC1向UE1发送上行速率控制消息：RNC1通过RRC信令发送 上行速率控制消息给UE1，其中携带最大上行编码速率。
步骤s703、UE1更改速率限制1的值：UE1根据RNC1的命令更新所保存的速率限制1为RNC指示的最大上行编码速率的值。
步骤s704、UE1维持原有的或应用新的媒体编码速率：更新以后，UE1根据更新后的值重新选择不超过速率限制1和速率限制2的编码速率。
如图8所示，本发明的第四实施例中，该通信对端向UE发送调整允许发送的最大编码速率的过程具体包括：
步骤s801、通信对端向UE1发送调整允许发送的最大编码速率指示的消息：通信对端通过伴随多媒体会话的带内信令通知UE1允许发送的最大编码速率。
步骤s802、UE1更新速率限制2的值：UE1根据通信对端的指示更新所保存的速率限制2为通信对端指示的最大上行编码速率。
步骤s803、UE1维持原有的或应用新的媒体编码速率：UE1根据更新后的值重新选择不超过速率限制1和速率限制2的编码速率。
如图9所示，本发明的第四实施例中，该RNC发起的下行速率控制过程具体包括：
步骤s901、RNC1根据无线资源状况变化，决定改变下行允许的最大编码速率。
步骤s902、RNC1向UE1发送下行速率控制消息：RNC通过RRC信令发送下行速率控制消息给UE，其中携带下行允许的最大编码速率。
步骤s903、UE1向通信对端发送调整允许发送的最大编码速率指示消息：UE1通过伴随多媒体会话的带内信令通知通信对端允许发送的最大编码速率。如果通信对端为UE，则所述通信对端的UE进行的处理过程同步骤s801～步骤803所描述的过程。
该方案中UE也可以保存RNC限制的上行可用编码速率集及通信对端限制的上行可用编码速率集，并且初始化为会话建立过程中协商的编码速率集。随后RNC控制上行和下行速率时，也是发送相应的速率集信息，并且UE可以通过带内信令转发此速率集信息。UE收到来自RNC或通信对端的速率集信息 时，总是更新相应变量，并确保不使用超出速率集限制的编码速率即可。
本发明的第五实施例提供了一种控制IP多媒体会话中媒体编码速率的系统，如图10所示，该系统包括网络设备10和至少一个用户设备20，
网络设备10具体包括无线资源控制实体101和编码速率存储实体102。其中，无线资源控制实体101根据网络设备10所在无线网络的资源状况，处理用户设备20的上行或下行编码速率调整请求，并向该用户设备发送上行或下行编码速率调整消息。编码速率存储实体102与无线资源控制实体101连接，存储各用户设备20与通信对端在IP会话建立过程中预先设定的可用编码速率集。
用户设备20具体包括终端控制实体201、终端存储实体202、声码器203和AMR成帧模块204。其中，终端控制实体201根据网络设备10或其他用户设备发送的消息调整其上行或下行编码速率，并在需要时向网络设备10或其他用户设备发送上行或下行编码速率调整请求。终端存储实体202与终端控制实体201连接，存储网络设备10或通信对端允许的上行或下行编码速率集。声码器203在终端控制实体201的控制下对用户设备20接收的语音和编码进行转换，在需要调整编码速率时，使用新的语音编码速率。AMR成帧模块204，在终端控制实体201的控制下向通信对端发送调整语音调整频率的请求，并接收通信对端发送的调整语音频率的请求。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (27)
1.一种控制媒体编码速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
无线终端与通信对端建立因特网协议IP多媒体会话后，接收管理所述无线终端的网络设备发送的上行编码速率控制命令；
判断是否根据所述上行编码速率控制命令调整上行编码速率，具体包括：所述无线终端向通信对端发送上行编码速率调整请求，用于所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整上行编码速率；所述无线终端接收所述通信对端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整上行编码速率；
所述无线终端根据所述判断结果应用新的或维持原有的上行编码速率。
2.如权利要求1所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述判断是否根据所述上行编码速率控制命令调整编码速率的步骤具体包括：
所述无线终端判断所述上行编码速率控制命令中携带的编码速率控制信息是否大于当前使用的上行编码速率，不大于时则接受所述上行编码速率控制命令并结束，否则向通信对端发送上行编码速率调整请求；
所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整上行编码速率；
所述通信对端向所述无线终端发送调整响应；
根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整上行编码速率。
3.如权利要求1或2所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述通信对端为无线终端时，所述通信对端判断是否允许调整上行编码速率的步骤具体包括：
所述通信对端向管理所述通信对端的网络设备发送下行编码速率调整请求；
管理所述通信对端的网络设备判断所述请求，并向所述通信对端发送调整响应；
根据所述调整响应，所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整上行编码速率。
4.如权利要求1所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述IP多媒体会话为IP承载语音VoIP会话。
5.如权利要求1所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述上行编码速率控制命令中携带目标编码速率、编码速率集、最大编码速率中的一种。
6.如权利要求1或2所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述调整响应包括拒绝指示、接受指示、目标编码速率、编码速率集、最大编码速率中的一种。
7.如权利要求1所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述无线终端和所述通信对端之间通过实时协议头部的改变模式请求字段、或通过实时控制协议的接收状态报告以隐式方式、或通过实时协议的头部扩展中的一种方式发送所述上行编码速率调整请求。
8.如权利要求1或2所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述无线终端和所述通信对端之间通过实时协议的头部扩展发送所述上行编码速率调整请求及所述调整响应。
9.一种控制媒体编码速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
无线终端与通信对端建立因特网协议IP多媒体会话后，接收通信对端发送的下行编码速率调整请求；
判断是否根据所述下行编码速率调整请求调整编码速率，具体包括：所述无线终端向管理所述无线终端的网络设备发送上行编码速率调整请求，用于所述管理无线终端的网络设备根据无线资源状况决定接受、拒绝或修改用户设备的请求，所述无线终端接收所述管理无线终端的网络设备发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整下行编码速率；
所述无线终端根据所述判断结果应用新的或维持原有的下行编码速率。
10.如权利要求9所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述判断是否根据所述下行编码速率调整请求调整编码速率的步骤具体包括：
所述无线终端判断所述下行编码速率调整请求中携带的编码速率控制信息是否大于当前使用的上行编码速率，不大于时则接受所述下行编码速率调整请求并结束，否则向管理所述无线终端的网络设备发送上行编码速率调整请求；
管理所述无线终端的网络设备判断所述请求，并向所述无线终端发送调整响应；
根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整上行编码速率。
11.如权利要求9所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述IP多媒体会话为IP承载语音VoIP会话。
12.如权利要求9所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述编码速率调整消息中携带目标编码速率、编码速率集、最大编码速率中的一种。
13.如权利要求9或10所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述调整响应包括拒绝指示、接受指示、目标编码速率、编码速率集、最大编码速率中的一种。
14.如权利要求9或10所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述无线终端和所述通信对端之间通过实时协议头部的改变模式请求字段、或通过实时控制协议的接收状态报告以隐式方式、或通过实时协议的头部扩展中的一种方式发送所述下行编码速率调整请求。
15.一种控制媒体编码速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
无线终端和通信对端确定IP多媒体会话可用编码速率集；
管理所述无线终端的网络设备获取并存储所述编码速率集；
管理所述无线终端的网络设备根据所述编码速率集向所述无线终端发送上行编码速率控制命令，控制所述无线终端的编码速率。
16.如权利要求15所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述上行编码速率控制命令携带在所述编码速率集约束范围之内的目标编码速率、最大编码速率或编码速率集中的一种。
17.如权利要求15所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述网络设备获取并存储所述编码速率集之后，还包括根据通信对端发送的速率调整消息更新所述编码速率集：
所述无线终端接收到所述通信对端发送的编码速率调整请求；
所述无线终端将所述编码速率调整请求的编码速率限制信息报告给所述网络设备；
管理所述无线终端的网络设备根据所述通信对端发送的所述编码速率调整请求中的编码速率限制信息更新所存储的所述编码速率集；
所述无线终端当前使用的编码速率超出所述通信对端发送的编码速率限制信息时，调整所述无线终端的编码速率使其不超出所述编码速率集。
18.一种控制媒体编码速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
无线终端和通信对端确定IP多媒体会话可用编码速率限制，并存储所述编码速率限制，所述编码速率限制包括管理所述无线终端的网络设备的上行编码速率限制和通信对端的上行编码速率限制；
所述无线终端接收到管理所述无线终端的网络设备发送的编码速率控制命令或所述通信对端发送的编码速率集调整请求时，更新所述编码速率限制并根据所述编码速率限制调整编码速率。
19.如权利要求18所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述无线终端接收到管理所述无线终端的网络设备发送的上行编码速率控制命令时，所述无线终端调整上行编码速率的步骤具体包括：
所述无线终端根据所述网络设备发送的上行编码速率控制命令中的目标编码速率、编码速率最大值或编码速率集更新所存储的所述网络设备的编码速率限制；
所述无线终端根据所述编码速率限制调整其上行编码速率，使不超出所述网络设备的编码速率限制和所述通信对端的编码速率限制。
20.如权利要求18所述控制媒体编码速率的方法，其特征在于，所述无线终端接收到所述通信对端发送的编码速率集调整请求时，所述无线终端调整编码速率的步骤具体包括：
所述无线终端根据所述通信对端发送的所述编码速率调整请求中的编码速率限制信息更新所存储的所述通信对端的编码速率限制；
所述无线终端根据所述编码速率限制调整其编码速率，使不超出所述通信对端的编码速率限制和管理所述无线终端的网络设备的编码速率限制。
21.一种控制媒体编码速率的系统，其特征在于，包括网络设备和至少一个无线终端，
所述网络设备，包括无线资源控制实体，根据所在无线网络的资源状况，处理所述无线终端的上行或下行编码速率调整请求，并向所述无线终端发送上行或下行编码速率调整消息；
所述无线终端，包括终端控制实体，根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，并向所述网络设备和/或其他无线终端发送上行或下行编码速率调整请求；所述根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向通信对端发送编码速率调整请求，用于所述通信对端判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述通信对端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
22.如权利要求21所述控制媒体编码速率的系统，其特征在于，所述网络设备还包括编码速率存储实体，与所述无线资源控制实体连接，存储各无线终端在会话中可用的编码速率集。
23.如权利要求21所述控制媒体编码速率的系统，其特征在于，所述无线终端还包括终端存储实体，与所述终端控制实体连接，存储所述网络设备和/或其他无线终端允许的上行或下行编码速率集。
24.一种网络设备，其特征在于，包括无线资源控制实体和编码速率存储实体，无线资源控制实体根据所在无线网络的资源状况，处理无线终端的上行或下行编码速率调整请求，并向无线终端发送上行或下行编码速率调整消息，所述上行或下行编码速率调整消息用于无线终端来调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向无线资源控制实体发送编码速率调整请求，用于所述无线资源控制实体判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述无线资源控制实体发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
25.如权利要求24所述网络设备，其特征在于，还包括编码速率存储实体，与所述无线资源控制实体连接，存储各无线终端在IP会话中可用的编码速率集。
26.一种无线终端，其特征在于，包括终端控制实体，根据网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，并向网络设备和/或其他无线终端发送上行或下行编码速率调整请求；所述根据所述网络设备和/或其他无线终端发送的消息调整其上行或下行编码速率，具体包括：所述无线终端向网络设备和/或其他无线终端发送编码速率调整请求，用于所述网络设备和/或其他无线终端判断是否允许所述无线终端调整编码速率；所述无线终端接收所述网络设备和/或其他无线终端发送的调整响应；根据所述调整响应，所述无线终端判断是否调整编码速率。
27.如权利要求26所述无线终端，其特征在于，还包括终端存储实体，与所述终端控制实体连接，存储网络设备和/或其他无线终端允许的上行或下行编码速率集。
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| CN101212459A (zh) | 2008-07-02 |
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