[发明专利]一种语音传输带宽自适应的通信系统及通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音通信系统，尤其涉及一种通过自动切换语音编码方案，实现语音传输带宽自适应的通信系统，同时也涉及该语音通信系统实现语音传输带宽自适应的通信方法，属于互联网语音通信技术领域。

背景技术

当前，互联网语音通信技术在世界范围内得到了广泛的应用。由于互联网属于包交换网络，在实时性、稳定性等方面与传统帧交换电信网相比，仍存在不足之处。其中，网络传输带宽对语音实时传输最为关键。当带宽不能满足语音实时传输需要时，根据互联网语音通信设备的架构不同会导致不同的影响。但无论是采用何种设备架构，互联网语音通信的最终用户都处于互联网的接入层，从接入层到互联网骨干网之间的带宽是不确定的。因此，在实际应用中互联网语音通信常常遇到因带宽不足引起语音质量降低的问题。

为了解决上述的问题，人们进行了多方面的技术探索。例如在专利号为ZL 200610099482.6的中国发明专利中，公开了一种基于非连续发射预测自适应多速率业务的流控算法，包括如下步骤：首先，统计语音业务在预测窗口内的非连续发射状态；根据统计纪录，计算预测窗口内的非连续发射状态的平均状态；在预测窗口内计算非连续发射状态的平均速率；将所有的语音业务的带宽预测值相加，得到语音业务在下一个调度周期内的语音业务分配总带宽；如果所述语音业务分配总带宽小于传输带宽总量，那么下一个调度周期语音业务能够使用的带宽为语音业务分配总带宽，然后将剩余的传输带宽分配给其它类型的业务。

另外，在申请号为201010199535.8的中国发明专利申请中，提出了一种VoIP系统高音质服务网络自适应实现方法，包括如下步骤：将采集的音频数据依次分区缓存；获取存满一个区域后的音频数据，根据音频数据的音频增益均值以及音频阈值确定头部控制信息；根据头部控制信息确应音频种类进而确定压缩比，根据压缩比对音频数据进行编码；依据RTP协议将编码后的音频数据封装成RTP流，并将RTP流发送到网络中，依据RTCP协议发送RTCP控制流到网络中，在网络中进行RTCP检测并获取数据包丢包率和数据包丢弃率，进而确定网络性能参数；根据网络性能参数以及音频增益均值更新音频阈值，以调整下一区域音频数据的压缩比。

总体而言，现有语音通信技术中的语音传输带宽自适应方案大多需要依赖于特定的多速率编码，适用范围有限。另外，由于其依靠多速率编码器切换来调节带宽，在带宽使用率上仍有提高的空间。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种语音传输带宽自适应的通信系统。该通信系统基于语音活动预测实现一种带宽自适应、不依赖于特定编码的语音传输。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述语音通信系统实现语音传输带宽自适应的通信方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种语音传输带宽自适应的通信系统，其特征在于：

所述通信系统包括多个终端模块、带宽管理模块和中转模块，所述终端模块与所述带宽管理模块相连，所述带宽管理模块与所述中转模块相连，多个所述中转模块之间两两相连；

所述终端模块中具有语音检测模块，用于实时地对双向语音活动进行检测，将语音状态变化信息通知所述带宽管理模块；

所述带宽管理模块中具有带宽预测模块，用于接收所述语音检测模块发来的语音状态变化信息，据此预测下一时刻的带宽需求；

所述带宽管理模块当预测到带宽不足时，降低使用高带宽的语音流带宽，当预测到带宽有盈余时，提升使用低带宽的语音流带宽。

其中较优地，所述带宽预测模块对每种语音编码的语音流的活动情况进行预测，得出在下一时间段内各种语音编码的语音流在活动和不活动状态之间转换的概率，进一步得出在下一时间段内的带宽需求。

其中较优地，所述带宽管理模块中具有带宽检测模块；当所述带宽预测模块预测的带宽总量超过所述带宽检测模块检测到的可用带宽与检测时已用带宽之和时，所述带宽管理模块通知使用最高带宽的所述终端模块切换到占用带宽较低的编码，并计算能够释放出的带宽量，如果仍然不够则通知使用次高带宽的所述终端模块；依此类推，直至预测的带宽总量不超过可用带宽与检测时已用带宽之和为止。

其中较优地，所述带宽检测模块定期计算所述中转模块与所述终端模块之间的下一时刻剩余带宽，同时统计当前使用的带宽。