[发明专利]对使用AMR净荷格式的基于IP的系统提高音频质量的系统和方法

说明书

背景

基于IP的语音(VoIP)已经在个人计算和载波共用中不断得到普及。随着技术的进步，在蜂窝设备中运行类似的业务变得可行。关键的技术问题是如何使业务适于应付与台式PC相比减少的带宽和明显更少的处理能力。基于蜂窝的即按即说(PoC)定义了用于移动设备的半双工VoIP系统。通过使用无线数据网络的分组交换能力，业务在地理上不受限制，这不同于诸如专用移动无线电(PMR)之类的常规双向无线电系统。

为了使PoC获得成功，手持机和网络的性能应该是最佳的。任何影响延迟的性能都可能意味着在业务的成功与失败之间的差别。

PoC的音频质量受到蜂窝系统上可用的GPRS/EGPRS带宽的限制。使用以在作为未确认传输协议的用户数据报协议(UDP)之上的实时传输协议(RTP)封装的自适应多速率(AMR)编码，音频数据被穿过PoC系统传送。结果，丢失的分组永不被重传。

PTT是实时应用，其中音频数据的缓冲被保持最小，以减少从谈话突发开始到重放开始的等待时间。每个RTP分组被加了时间戳以允许系统丢弃延迟的分组，这又防止谈话突发无限制地增长。

当前，通过缓冲以减少抖动，以及通过对分组进行重新排序以纠正所接收的乱序的分组，已经得到了改进AMR RTP分组的下行链路流的技术。然而，已经显示出上行链路(发送侧)中有限的带宽引起了不能在下行链路中被纠正的丢失的分组。该带宽限制可以由拥塞或者由具有最少数据资源的系统来引起。当前，仅有的减少上行链路中的带宽的机制是改变AMR编码速率。该方法并不单独提供带宽的足够减少来防止由于GPRS链路上的最小带宽而引起的丢失的分组。在使用最低的4.75kb AMR编码速率时，已经观察到了由于有限的带宽而引起的问题。

所需要的是一种在PoC或其他使用AMR净荷格式的基于会话业务IP的应用中进一步节省上行链路带宽的系统和/或方法。

概要

对使用自适应多速率(AMR)净荷格式的基于因特网协议(IP)的系统提高音频质量的一种系统、方法和计算机程序产品被提出。所述方法对标准RTP AMR帧封装过程提供了增加的智能级别。如果指示网络拥塞的网络缓冲器超出其阈值，则确定是否将NO DATA(无数据)帧置于当前RTP分组中来代替所述AMR帧。如果网络状况过于拥塞，则NO DATA帧被置于当前RTP分组中。对每个输入AMR帧重复该过程。该过程首先确保，在用NO DATA帧替代AMR帧之前，所述AMR编码速率被设置为其最低可能的编码速率。所述替代模式遍布在整个RTP分组上，以避免NO DATA帧群。该过程也可以挑选出对于替代将是好的候选者的较低能量值的AMR帧。

附图简述

图1是说明在标准PoC操作中所使用的典型上行链路侧数据流的图。

图2是说明用于实施本发明的构思的逻辑流程的流程图。

图3是进一步说明本发明的抽取(decimation)处理的流程图。

图4说明在没有AMR帧替代的情况下在源处的实例RTP分组。

图5说明在用NO DATA帧替代某些AMR帧的情况下在源处的实例RTP分组。

图6在目的地比较了无替代的AMR帧和替代的AMR帧的RTP分组。

详细描述

在此所述的技术适用于任何使用AMR净荷格式的基于会话业务IP的应用或者任何捆绑AMR帧的协议。而且，本发明可以在移动终端中或者在应用服务器被实施，以节省在拥塞时段期间的带宽。本讨论使用基于蜂窝的即按即说(PoC)来作为示例性实施例，以提供用于描述本发明的构思的基础。另外，与接收侧相对，对于基于会话业务IP的应用的传送或发送侧，本发明解决了带宽节省。

本发明提出了通过用NO DATA帧代替RTP分组中好的数据帧来进一步减少上行链路中的带宽。该方法提供了通过减少丢失的AMR RTP分组的数量来适度降低音频质量的手段。

本发明使用来自移动电话中的GPRS模块的反馈以减少在GPRS拥塞期间传送的RTP分组的大小。