CN1345499A - 在ip网络中丢弃业务以优化语音信号的质量 - Google Patents

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Abstract

一种在IP网络通信链路(10)中以优化IP网络通信链路(10)中包含的语音数据的质量的方式丢弃数据的方法。开始,IP网络通信链路(10)被监视以确定过载情况的发生。响应检测到的过负荷情况,选择IP网络通信链路(10)中的多个数据分组(30)的至少一部分。丢弃IP网络通信链路(10)中该选择的部分,其余的分组(30)在链路(10)上传送。

Description

在IP网络中丢弃业务以优化语音信号的质量
技术领域
本发明涉及在IP网络通信链路中的过负荷情况，尤其涉及以优化通信链路中语音信号的质量的方式减轻在IP网络通信链路中过负荷情况的方法。
背景技术
如图1所示，在蜂窝接入网10中，信号通过空中接口部分15和IP传输网络20传输。该IP传输网络20利用IP网络通信链路通过网络20移动数据。在蜂窝接入网10中，语音质量的考虑基本上是由于在空中接口15中发生的信号质量(QOS)的降低。当与在空中接口15的QOS的降低相比时，IP传输网络20中的QOS的降低必须是可忽略的或者语音信号质量变得不可接受。
IP传输网络20的IP网络通信链路中出现的主要的信号降低问题发生在需要IP传输网络丢弃业务的一定的过负荷情况。这涉及丢弃来自IP传输网络通信链路的数据分组。该过负荷情况可以由IP传输网络20中链路故障或其它重新选择路由活动引起。在许多情况下，例如在统计的多路复用情况下，过负荷情况可以仅仅是暂时的。然而，在所有这些情况下，该过量的业务一定要以这样的方式被丢弃以避免语音信号质量的降低。
本发明解决的技术问题
现有基于IP的网络的问题起因于为获得提供最好的总信号质量的最佳效果应用它们被优化的事实。信号结构的质量以类似方式被优化。虽然这种信号结构的质量可能合适于整体信号，但是这个***不必要适合语音质量观点。现行方法在TCP协议的流控制机制中被优化，这样路由器将以随机方式丢弃分组业务，使得***能以随机地丢弃分组而不给以任何分组或相关连接特殊优先的公平方式来控制业务。虽然这可能对于整个通信性能是可接受的，但这可对语音信号质量具有不良影响。
通过以随机方式丢弃分组，在整个语音信号质量上可引入不良性能。这样，如果一个或几个语音信号引起溢出情况并启动丢弃以许多语音分组构成的100个其它实时信息流中业务，在这100个实时信息流上的所有用户的总质量可能降低到低于高质量语音信号的可接受门限。在整个语音信号质量上限制过负荷情况的结果的一些方法是需要的。
本发明用一种在IP网络通信链路中以优化语音数据质量的方法丢弃数据克服了上述和其它问题。监视IP网络通信链路在该链路上出现的过负荷情况。响应检测到的过负荷情况，选择在IP网络通信链路中特定的数据组。在第一个实施例中，通信链路内的数据分组的分组有效负荷被分成重要参数和次重要参数。选择并丢弃IP网络通信链路中的多个数据分组的次重要参数。
在第二实施例中，选择被称为实时信息流会话的选择组的数据分组并从IP网络通信链路中删去，该实时信息流会话包含具有相同源和目的IP地址与源和目的端口的数据分组，并由封装的视频、音频等信号组成。以这种方式，仅仅单个或几个实时流会话需要从该链路中去除，其余的链路保持不受影响。
附图简介：
为更完整地理解本发明，参考下面结合附图的详细描述，其中：
图1是说明蜂窝接入网的方框图；
图2是说明经IP网络通信链路的数据分组传输的方框图；
图3说明了本发明第一实施例，其中多个分组有效负荷的一部分从IP网络通信链路中的数据分组中删去；
图4是说明图3的方法的方框图；
图5说明了本发明的可选择的实施例，其中来自单个实时信息流的数据分组从IP网络通信链路中删去；和
图6是说明图5的方法的流程图。
具体实施例
现在参照附图，尤其参照图2，说明在IP传输网络20(图1)上的单个IP网络通信链路25。在通信链路25是包括分组标题35和有效负荷信息40的多个数据分组30，分组标题35包含使得数据分组30经IP网络通信链路25传输的信息。有效负荷40包含在源和目的地址间经IP网络通信链路25传输的信息。
分组标题35包括固定的数值参数45和不固定的数值参数50。固定的数值参数在呼叫期间不经常变化，并在呼叫期间只需要发送几次。不固定的数值参数50在呼叫期间频繁变化、被编码并总在压缩的标题中传输。这种在呼叫期间仅仅传送几次固定数值的方法称为标题压缩。这是通过在IP网络通信链路25的每一端包含一个记录55来完成的，该记录包括不被传送的固定参数45。从源地址到目的地址实时流进程制作一个记录。
现在参照图3，说明本发明的第一实施例，其中在IP网络链路25上检测到的过负荷情况可减轻，而没有降低通信链路25的语音信号质量(即，以这种方式在接收端觉察到的声音信号不被严重降低)。当通信链路上出现的业务量(即数据分组)多于能处理的业务量时，过负荷情况发生了。在过负荷情况期间，IP网络通信链路25上的多个数据分组30具有它们的分类以确定每一个数据分组30中含有的重要参数70和次重要参数75的分组有效负荷40。重要和次重要参数的指定一般在数据打包之前或期间被执行。由IP网络中的本地路由器从每一个数据分组30中选出并丢弃每一个包有效负荷40中的次重要参数75，这样，整个数据分组30变成仅仅包含数据有效负荷40的重要参数70和分组标题35的截短的数据分组30a。以这种方式每一个数据分组30作为截短的或部分的分组30a而不是原始提供的整个分组30被传输。不管次重要参数被删去的情况，IP网络通信链路25中的语音信号的质量被保持在一个高水平。划分为重要参数和次重要参数一般由信号处理协议执行，但可以使用其它区分参数优先次序的方法。
现在参照图4，说明图3的方法的流程图。在步骤80中，监视该IP网络通信链路25过负荷情况的发生。如上面所讨论的，当检测到过负荷情况时，在步骤85标记数据分组30中的分组有效负荷40的重要和次重要参数。在步骤90从多个数据分组30中选择次重要参数，并在步骤95丢弃该选择的次要参数。在可选步骤中，在步骤100分组标题也可以进行标题压缩，在步骤105截短的分组30a经IP网络通信链路25传送。
在可选实施例中，许多数据分组30可从IP网络通信链路25中整个被删去，而不是许多数据分组30内的一部分分组有效负荷40被删去。在这个实施例中，由IP网络的本地路由器，通过读出分组标题35内包含的信息，决定IP网络通信链路25内的每一个分组30与之相关的实时进程信息流。一个实时进程信息流包括具有相同源和目的IP地址和相同源和目的端口的多个数据分组。一个实时进程流也可以包括复用之前来自单个数据流源的一部分复用数据流。具有该同样信息的每一个数据分组30被认为是来自同一实时进程信息流。
单个IP网络通信链路25可具有与其相关的多个实时信息流，如图3中以标号30a、30b和30c所示的。从语音信号质量的观点，最好丢掉实时信息流中单个信息流，如30b，而不是从每一个实时信息流中丢掉数据分组。这样，通过丢掉以标记30b表示的实时流，该IP网络通信链路25会被变换为仅包括所示的30a和30c的实时流。虽然实时流30b的信号全部失去，但是实时流30a和30c的信号质量将保持不受影响。决定丢弃哪个实时流可随机地或者基于许多方法来确定。这些方法包括但不限定为基于分组标题中的上述优先次序丢掉数据分组；分配一些地址具有更高的优先级；使控制信号动态地选择要被删除的参数；给特定的承载协议提供优先权；或者从最近连接的实时流中丢弃。
现在参见图6，这里说明了描述图5的方法的流程图。在步骤120监视IP网络通信链路25过负荷情况的发生。在检测过负荷情况时，在步骤125确定目前由IP网络通信链路25支持的实时流的确定。在确定至少一个实时信息流之后，在步骤130，由IP网络的路由器选择单个实时信息流，并且在步骤135丢弃IP网络通信链路25的该选出的实时流。在步骤140对余下的数据分组30可执行分组标题压缩的任选步骤，并在步骤145经IP网络通信链路传送余下的分组。
虽然本发明的方法和装置的优选实施例已经在附图中说明和在前述详细描述部分中描述了，但是应当理解，本发明不局限于公开的实施例，而能够进行许多重新安排、修改和替换，而不脱离由下列权利要求所提出和限定的发明的精神。

Claims (15)

1、一种在IP网络通信链路内以优化IP网络通信链路上的语音数据的质量的方式丢弃数据的方法，包括步骤：
监视IP网络通信链路过负荷情况的出现；
响应过负荷情况，选择IP网络通信链路的多个数据分组的至少一部分，其中删去许多数据分组中所述选择的至少一个数据分组将不会实质上降低该链路上的语音信号的质量；和
丢弃从IP网络通信链路中选出的多个数据分组中的选择部分。
2、根据权利要求1的方法，其中选择步骤进一步包括步骤：
将分组有效负荷划分成第一组参数和第二组参数；和
响应过负荷情况选择第二组参数。
3、根据权利要求2的方法，其中丢弃步骤包括丢弃从IP网络通信链路的分组有效负荷中选出的第二组参数。
4.根据权利要求2的方法，其中丢弃选出的参数本质上不降低收听者在IP网络通信链路接收端感觉到的声音信号。
5.根据权利要求2的方法，进一步包括在IP网络通信链路的每一端存储包含第二组参数的记录的步骤。
6.根据权利要求1的方法，其中选择步骤进一步包括步骤：
确定在IP网络通信链路上至少一个实时信息流会话；
响应过负荷情况选出确定的至少一个实时信息流会话。
7.根据权利要求6的方法，其中丢弃步骤进一步包括丢弃从IP网络通信链路选出的实时信息流会话的步骤。
8.根据权利要求6的方法，其中实时信息流会话包括具有相同源和目的IP地址以及源和目的端口的一组数据分组。
9.根据权利要求1的方法，进一步包括在IP网络通信链路上压缩分组标题的步骤。
10.一种在IP网络通信链路内以优化IP网络通信链路上语音数据的质量的方式丢弃数据的方法，包括步骤：
监视IP网络通信链路过负荷情况的出现；
将分组有效负荷划分成重要参数组和次重要参数组；
响应过负荷情况选出次重要参数组；和
丢弃IP网络通信链路的多个数据分组中的次重要参数组。
11.根据权利要求10的方法，进一步包括在IP网络通信链路上压缩分组标题的步骤。
12.根据权利要求10的方法，其中丢弃次重要组参数实质上不降低收听者在IP网络通信链路接收端感觉到的声音信号。
13.一种在IP网络通信链路内丢弃数据以优化IP网络通信链路上语音数据的质量的方法，包括步骤：
监视IP网络通信链路过负荷情况的出现；
确定具有相同源和目的IP地址以及相同源和目的端口的数据分组；和
响应过负荷情况丢弃从IP网络通信链路所确定的多个数据分组。
14.根据权利要求13的方法，进一步包含在IP网络通信链路压缩分组标题的步骤。
15.根据权利要求13的方法，其中丢弃所确定的多个数据分组实质上不降低收听者在IP网络通信链路接收端感觉到的声音信号。
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