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CN100431311C - 用实时包传输状态和传输路径阻塞状态的通信质量控制方法和系统 - Google Patents

用实时包传输状态和传输路径阻塞状态的通信质量控制方法和系统 Download PDF

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CN100431311C
CN100431311C CNB021073961A CN02107396A CN100431311C CN 100431311 C CN100431311 C CN 100431311C CN B021073961 A CNB021073961 A CN B021073961A CN 02107396 A CN02107396 A CN 02107396A CN 100431311 C CN100431311 C CN 100431311C
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Abstract

分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的阻塞状态，分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的传输状态，并根据传输路径阻塞状态的分析结果和传输状态的分析结果来控制由发射端装置将要传输的媒体包的质量。

Description

用实时包传输状态和传输路径阻塞状态的通信质量控制方法和系统
技术领域
本发明涉及一通信质量控制方案，该控制方案用于控制从发射端装置到接收端装置进行传输的媒体包，如RT(实时)包的质量。
背景技术
在通过诸如国际互联网这样的使用IP协议(互联网协议)的网络(IP网络)而提供了诸如所谓的国际互联网络电话、电视会议或音乐电视发行这样的服务的情况下，则需要数据包的实时传输。
考虑到这些需求，IETF(Internet工程工作小组)的RFC(请求说明)1889规定了用于在IP网络上进行实时包传输的RTP(实时传输协议)。在该RTP中，规定了使用序号，时间标记等等的协议。
在根据该RTP传输诸如音频数据或者视频数据的情况下，则强加了与吞吐量，延迟，包丢失等等有关的苛刻条件，以便维持Qos(业务质量)。然而，诸如国际互联网这样的IP网络基本上是尽力型网络以致很难完全满足这些条件。
为此，除了上述所描述的RTP之外，RFC1889还规定了用于控制和监测RTP期间的RTCP(RTP控制协议)以便根据网络的阻塞状态等等来控制传输率，包延迟，包丢失等等。
在这个RTCP中，如图16所示，与所接收到的RTP包有关的诸如丢失包的数目，包损失率，延迟抖动等等的反馈信息从接收端装置220提供给发射端装置200以作为PTCP报告。发射端装置200从包含在RTCP报告中的信息了解了网络的阻塞状态，并且根据阻塞状态执行对传输率的控制或类似的控制。
在申请号为2000-183958(2000)，11-284659(1999)，以及11-341064(1999)的日本专利申请所披露的通信控制方法中，例如，发射端装置通过利用来自接收端装置的包含在RTCP报告中的包丢失信息，延迟信息等等了解了网络的阻塞状态，并根据这个阻塞状态确定传输率。
目前，在诸如发射端装置和接收端装置之间的无线电信道这样的传输路径具有不好的传输状态的情况下，传输路径上的误差可以造成由于包丢失和通信线路上的包再传输所引起的延迟或者延迟抖动。
然而，在上述的RTCP中，只有接收端装置传送RTCP报告，并且并没有考虑给出由传输路径的传输状态所引起的延迟，延迟抖动或类似情况的通知。为此，当延迟时，传输路径的传输状态造成了由于包损耗和再传输所引起的延迟抖动或类似的情况，这可能产生一种情况，即发射端装置错误的将它认为是由于网络的阻塞而引起的包丢失，延迟，延迟抖动等等，并且发射端装置通过减小传输率或类似的不必要的方面而引起质量的不必要的降低。
发明内容
因此本发明的一个目的，就是提出了一个通信质量控制方案，该控制方案可适当的控制包传输的质量，即使在发射端装置和接收端装置之间的传输路径具有不好的传输状态的情况下。
根据本发明的一个方面，提出了一个通信质量控制方法，该方法用于控制从发射端装置到接收端装置进行传输的媒体包的质量，该媒体包通过提供在发射端装置和接收端装置之间的中继装置，该方法包括以下步骤：(a)分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的阻塞状态；(b)分析发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态；以及(c)根据步骤(a)所分析的阻塞状态和步骤(b)所分析的传输状态来控制由发射端装置发送的媒体包的质量。
根据本发明的又一个方面，提出了一个通信质量控制系统，该系统用于控制从发射端装置到接收端装置进行传输的媒体包的质量，该媒体包通过提供在发射端装置和接收端装置之间的中继装置，包括：设置在与中继装置相关的包分析装置中和接收终端装置中的统计信息计算单元，用于分析发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态；以及一个控制单元，提供在发射端装置中，用于分析发射端装置和接收端装置之间的传输路径的阻塞状态，以及根据阻塞状态和由统计信息计算单元分析的传输状态，控制由发射端装置发送的媒体包的质量。
结合附图，本发明其他的特征与优点将会从下述说明中变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的通信系统的示意性结构的方框图；
图2是RTP包头的格式的示意图，RTP包是在图1的通信系统中传输的数据包单元；
图3是用于根据图1的通信系统中的传输路径的阻塞状态来控制传输率的流程图；
图4是图1的通信系统中的数据流和报告流的示意图；
图5是用在图1的通信系统中控制数据包的误差限度(errorrobustness)的一个示例性图表的示意图；
图6是用在图1的通信系统中控制数据包的误差限度的另一个示例性图表的示意图；
图7是用在图1的通信系统中控制数据包的误差限度的FEC包格式；
图8是在图1的通信系统中包分析装置的另外一个示例性结构的方框图；
图9是根据本发明一个实施例的通信系统的另一个示例性结构的方框图；
图10是根据本发明一个实施例的通信系统的又一个示例性结构的方框图；
图11是根据本发明一个实施例的通信系统的又一个示例性结构的方框图；
图12是用于根据图11的通信系统中的传输路径的阻塞状态来控制传输率的流程图；
图13是根据本发明一个实施例的通信系统的又一个示意性结构的方框图；
图14是图13的通信系统中的发射端装置的示例性结构的方框图；
图15用于根据图11的通信系统中的传输路径的阻塞状态来控制传输率的流程图；
图16是传统通信系统的示例性结构的方框图。
具体实施方式
参考图1至图15，详细说明根据本发明的通信质量控制方案的一个实施例。
图1给出了根据这个实施例的通信系统的结构。
这个通信系统包括一个用于例如实时传送用作音频数据或者视频数据的数据媒体包(如媒体包)的发射端装置10，一个通过例如有线信道(传输路径)而与发射端装置相连的中继装置20，例如用于接转来自发射端装置10的数据包，一个包分析装置以用于分析来自发射端装置的数据包的传输状态，一个基站40用于通过无线电信道(传输路径)转接来自发射端装置10的数据包，以及一个接收端装置以用于通过基站40接收由发射端装置10提供的数据包。注意的是，在图1中，为了简洁，只给出了一个中继装置20，但是也可以使用多个中继装置。
接下来，在使用RTCP报告作为用于指示数据包的传输状态的信息的示意性例子中，用于指示数据包的传输状态的信息不受这种特别格式的限制，并且可以使用其他格式的信息或类似的信息，只要它包含了用于指示诸如包丢失率，延迟抖动等等这样的传输状态的信息。
发射端装置10是诸如配备有例如CPU，存储器等等的PC机(个人计算机)这样的信息处理装置。
该发射端装置10具有数据包产生装置13，用于为例如来自照相机11的视频数据信号或者存储在硬盘驱动器装置中的视频数据，音频数据等等产生数据包，一个将包传输到中继装置的包传输装置14，一个用于执行与中继装置20通信的通信接口15，一个用于接收来自中继装置20的包的包接收装置16，一个用于从包接收单元16所接收到的包中提取RTCP报告的报告分选单元17，一个用于存储由报告分选单元17所提取出的RTCP报告的报告存储单元18，以及一个根据来自接收端装置50的RTCP报告来控制诸如传输率这样的传输质量的QoS(业务质量)控制单元19。注意的是，数据包产生单元13，报告分选单元17，以及QoS(业务质量)控制单元19中的每一个都可以以硬件或者软件的形式实现。
中继装置20通过有线信道与发射端装置10以及包分析装置30相连，并具有用于执行与发射端装置10和包分析装置30通信的通信接口(未给出)以及用于控制中继路由的路由控制单元(未给出)。
包分析装置30具有一个用于执行与中继装置20通信的通信接口31，一个用于接收来自中继装置20的包的包接收单元32，一个用于从包接收单元32所接收的包中提取数据包的数据包提取单元33，一个用于将包传送到基站40的包传输单元34，一个用于执行与基站40通信的通信接口35，一个用于分析由数据包提取单元33所提取的数据包的状态的统计信息计算单元36，一个用于根据数据包的传输状态而产生RTCP报告的报告产生单元37，一个用于接收来自基站40的包的包接收单元38，以及一个用于将包传送到中继装置20的包传输单元39。注意的是，数据包提取单元33，统计信息计算单元36，以及报告产生单元37中的每一个都可以以软件或者硬件的形式实现。
基站40通过有线信道与包分析装置30相连并且通过无线电信道与接收端装置50相连。为此，基站40具有一个用于通过有线信道而与包分析装置30通信的通信接口(未给出)，一个用于通过无线电信道而与接收端装置50通信的通信接口(未给出)，以及一个用于选择中继路由的路由选择控制单元(未给出)。
接收端装置50是诸如配备有例如CPU，存储器等等的携带式电话(个人数字助理)这样的信息处理装置。
接收端装置50具有一个用于执行与基站40通信的通信接口51，用于接收来自基站40的包的包接收单元52，一个用于从包接收单元52所接收的包中提取数据包的数据包提取单元53，一个用于根据包含在由数据包提取单元53所提取的数据包中的音频数据或者视频数据而产生音频或者视频表示的表示单元54，一个用于分析由数据包提取单元53所提取的数据包的状态的统计信息计算单元55，一个用于根据数据包的传输状态而产生RTCP报告的报告产生单元56，以及一个用于将包传送到基站40的包传输单元57。注意的是，数据包提取单元53，统计信息计算单元55，以及报告产生单元56中的每一个都可以以硬件或者软件的形式实现。
接下来描述具有上述结构的通信系统的操作。
发射端装置10中的数据包产生单元13以规定的传输率产生来自照相机11的视频数据信号或者是存储在硬盘驱动器装置中的视频数据，音频数据等等的数据包，其中规定的传输率是通过来自Qos控制单元19的控制而设置的。
该数据包产生单元13根据由RTP(实时传输协议)规定的RTP包格式而产生数据包，其中RTP是由例如RFC1889所定义的。
该RTP包包括一个RTP头和一个有效负荷，RTP头包含发射端装置10和接收端装置50的标识信息，有效负荷包含诸如音频数据，视频数据等数据。
如图2所示，RTP头包含版本(V)，加字符(P)，扩展部分(X)，CSRC(补充的信号源)数目(CC)，制造商(M)，用于指示有效负荷中的数据类型的净荷类型(PT)(例如，用于区别音频数据和视频数据)，序号，时间标明，用于标识一装置以用作同步传输中的参考物的SSRC(同步源标识符)，以及用于标识相关装置的CSRC标识符(补充源标识符)。
包传输单元14通过根据将包含发射端和接收端端口数的UDP头附加到根据这样的格式产生的RTP包来构造UDP(用户数据报协议)包。包传输单元14通过将包含发射端装置和接收端装置的IP地址的IP头附加到上述所构造的UDP来构造IP包，并将它提供给通信接口15。
通信接口15通过通信信道将所构造的IP包传输到中继装置20。传输的IP包于是根据目的地址通过中继装置20而提供给接收端装置50的通信接口51，包分析装置30以及基站40。
当IP包提供给通信接口51时，包接收单元52从IP包中提取UDP包并根据包含在UDP包中的RTP头提取RTP包，并且将它提供给数据包提取单元53。
数据包提取单元53根据例如包含在RTP头中的负荷类型(PT)再生音频数据，视频数据等等，并且将它们提供给表示单元54以及统计信息计算单元55。当从数据包提取单元53所提供的数据是音频数据时，表示单元54再生声音，或者当从数据包提取单元53所提供的数据是视频数据时，表示单元54再生视频图像。
另一方面，统计信息计算单元55计算RTP包所提供的包的数目，丢失包的数目，延迟，延迟抖动等等。丢失包的数目以及延迟抖动可以从包含在RTP头中的序号和时间标明中获得。同时，统计信息计算单元55从例如前面所描述的丢失包的数目中获得包丢失率，包丢失率表示丢失包的速率。
报告产生单元56根据由统计信息计算单元55所获得的计算结果而产生表示RTP包传输率的RTCP报告，并且以规定的时间间隔将它提供给包传输单元57。RTCP包至少包含最近所接收的RTP包的包丢失率，延迟抖动，以及序号，时间标明等等。同时，产生了RTCP报告作为上述的RTP包，并且包传输单元57通过将UDP头，IP头等附加到RTP包而构造IP包，并且通过通信接口51将IP包传输到发射端装置10。
通过基站40将该IP包提供给接收端装置10的通信接口15，包分析装置30以及中继装置20。当IP包提供给通信接口15时，包接收单元16从所接收的IP包中提取UDP包，从UDP包中提取RTCP报告，并且将RTCP报告提供给报告分选单元17。
报告分选单元17将所提供的RTCP报告存储到报告存储单元18的规定区域(在这种情况下区域18a用于存储来自接收端装置50的RTCP报告)。根据IP包中所描述的源端口号的IP地址或者是RTCP报告的RTP头中所描述的SSRC标识符等等可以判断RTCP报告的信号源。
同时，如上所述，RTCP报告包含诸如包丢失率，延迟抖动等等这样的参数，以致报告分选单元17根据这些参数对RTCP报告进行分选并且将它存储在报告存储单元18的区域18a中
同时，将要存储在报告存储单元18中的每一个RTCP报告的参数值是由报告分选单元17所提供的RTCP报告中所给定的值，或者是已存储的参数值与新的参数值的加权平均值。例如，当诸如包丢失率这样的参数是X，其中包丢失率已经存储在报告存储单元18的每一个区域，并且由报告分选单元17最新提供的RTCP报告中所描述的包丢失率是Y，那么加权平均值Z可由Z＝(1-α)X+αY获得，其中α是0-1范围内的值，根据RTCP所提供的频率以及传输路径状态变化的方式等等来确定Z。
值得注意的是，在该通信系统中，除了接收端装置50之外，包分析装置30也将所接收的RTP包的传输状态作为RTCP报告传送到接收端装置10。
更具体的说，在包分析装置30，当IP包提供给通信接口31时，包接收单元32将这个IP包提供给数据包提取单元33。当提供了IP包时，数据包提取单元33判断所提供的包是否是用于统计信息计算单元36必须获得的统计信息的一个包。这种判断例如可以根据IP地址，IP包中所描述的协议数目，从IP包中所提取的UDP包中所描述的目的端口号，负荷类型以及RTP头中所描述的SSRC标识符等等来进行。例如，当它指定接收端装置50的IP地址并且具有用于RTP包传输的端口号时，可判断IP包是用于必须获得的统计信息。
数据包提取单元33将不必获得的统计信息的IP包提供给包传输单元34，或者将必须获得的统计信息的IP包提供给包传输单元34以及统计信息计算单元36。当提供了IP包时，统计信息计算单元36计算所提供的RTP包的包的数目，丢失包的数目，延迟，延迟抖动等等。
报告产生单元37根据统计信息计算单元36所获得的计算结果而产生了表示RTP包的传输状态的RTCP报告，并且以规定时间间隔将RTCP报告提供给包传输单元39。包传输单元39通过将UDP头，IP头等附加到所提供的RTP报告而构造IP包，并通过通信接口31将IP包传送到发射端装置10。值得注意的是，当提供了由包接收单元38所接收的IP包时，包传输单元39将该IP包传输到中继装置20。
由包传输单元39所传送的IP包通过中转装置20提供给发射端装置10的通信接口15。当IP包提供给通信接口15时，包接收单元16从所接收到的IP包中提取UDP包，从UDP包中提取RTCP报告，并将RTCP报告提供给报告分选单元17。
报告分选单元17将所提供的RTCP报告存储到报告存储单元18的规定区域(在这种情况下区域18a用于存储来自包分析装置30的RTCP报告)。更具体的说，报告分选单元17根据诸如包丢失率，延迟抖动等等这样的参数对RTCP报告进行分选并将它存储到报告存储单元18的区域18a。
Qos控制单元19根据传输路径的阻塞状态和传输状态来控制由数据包产生单元13所产生的数据包的质量，其中传输状态是以存储在报告存储单元18的区域18a和18b中的RTCP报告为依据的。这里，例如，质量包括由数据包产生单元13所产生的数据包的传输率和误差限度。
更具体的，例如，Qos控制单元19分析发射端装置10与包分析装置30之间的传输路径以及包分析装置30与接收端装置50之间的传输状态，并且根据阻塞状态和传输状态来适当的控制诸如数据包的传输率和误差限度这样的质量。数据包产生单元根据来自Qos控制单元19的控制来改变将被产生的数据包的质量，如传输率和误差限度。
图4示意性的给出了如上所述的从发射端装置10到接收端装置50的RTP报告流以及从包分析装置30和接收端装置50到发射端装置10的RTCP报告流。
通过根据来自存储在区域18b中的包分析装置30的RTCP报告而检测传输路径的阻塞状态并且当传输路径是阻塞时通过降低传输率或者当传输路径不阻塞时通过提高传输率来由Qos控制单元执行对传输率的控制。
图3根据阻塞状态给出了用于控制数据包传输率的处理过程。例如，只要数据包产生单元产生了数据包的一个单元，该过程从图3的步骤S1开始执行。
这里，包分析装置30处的包丢失率和延迟抖动分别由Lp和Jp表示，L1和L2表示包丢失率参数，同时J1和J2表示延迟抖动的参数。例如，这些参数值被设置为L1＝5％，L2＝1％，J1＝50ms以及J2＝20ms。
首先，在步骤S1，Qos控制单元首先判断包丢失率Lp是否大于L1，并且延迟抖动Jp是否大于J1。当包丢失率Lp和延迟抖动Jp分别大于相应L1和J1中的一个时，认为发射端装置10和包分析装置30之间的传输路径(有线信道)是阻塞的，以致Qos控制单元19在步骤S2向数据包产生单元13发出命令以降低数据包的传输率，并且此时处理结束。
更具体的，在音频数据的情况下Qos控制单元19发出命令以降低抽样率或者减少抽样比特的数目。同时，在视频数据的情况下Qos控制单元19发出命令以减少每单位时间的帧数目或者降低空间分辨率。另外，预先为一个数据提供了使用多个编码速率的多个文件，并且Qos控制单元19选择具有较低编码速率的文件。
另外一方面，当包丢失率Lp和延迟抖动Jp中都分别不大于相应的L1和J1中的一个时，处理从步骤S1进入到步骤S3，在步骤S3，Qos控制单元19判断丢失率Lp是否小于L2，并且延迟抖动Jp是否小于J2。当包丢失率Lp和延迟抖动Jp都分别小于L2和J2时，认为发射端装置10和包分析装置30之间的传输路径是空闲的，以致Qos控制单元19在步骤S4向数据包产生单元13发出命令以提高数据包的传输率，并且此时处理结束。
更具体的，在音频数据的情况下Qos控制单元19发出命令以提高抽样率或者增加抽样比特的数目。同时，在视频数据的情况下Qos控制单元19发出命令以增加每单位时间的帧数目或者提高空间分辨率或者选择具有较高编码速率的文件。
另外一方面，当包丢失率Lp和延迟抖动Jp中的至少一个分别不小于相应的L2和J2中的一个时，处理从步骤S3进入到步骤S5，在步骤S5，Qos控制单元19向数据包产生单元13发出命令以保持当前的数据包传输率，并且此时处理结束。
通过上面的处理，根据传输路径的阻塞状态可以在通信系统中执行对传输率的最佳控制。为此，可以消除数据包质量不必要的降低，并且可以缓解网络的阻塞。
在传统的通信系统中，例如，通过利用包含在来自接收端装置的RTCP报告中的包丢失率，延迟抖动等等对传输路径的阻塞状态进行分析。因此，当诸如无线电信道这样的不好的传输信道包含在传输信道中时，即使在包损耗以及延迟抖动是由传输状态所引起的情况下，判断传输路径被阻塞。其结果是，存在发射端的传输率比所需的传输率低的多的情况。
相反，在本实施例的通信系统中，通过利用包含在来自包分析装置30的RTCP报告中的包丢失率，延迟抖动等等对传输路径的阻塞状态进行分析，在该系统中包分析装置30和发射端装置10之间不包含具有不好传输状态的无线电信道，以致可以了解传输路径实际的阻塞状态。为此，可以防止传输率比所需的降低的多的情况。
同时，通过根据来自包分析装置30的RTCP报告和来自接收端装置50的RTCP报告来检测包分析装置30与接收端装置50之间的传输路径的传输状态，由Qos控制单元执行对误差限度的控制，当传输状态是不好存在很多的误差时，提高误差限度，当传输状态很好并存在很少的误差时，降低误差限度。
通过从包分析装置30到基站40的有线信道以及基站40到接收端装置50之间的无线电信道而形成了包分析装置30与接收端装置50之间的传输路径。一般，预计无线电信道的传输状态是很差的，以致可以预计包分析装置30与接收端装置50之间传输状态会受到基站40与接收端装置50之间的无线电信道的很大的影响。
因而，当接收端装置50的包丢失率是Lr时，由无线电信道所造成的具有可忽略误差的包丢失率被估算为接收端装置50的包丢失率Lr与包分析装置30的包丢失率Lp之间的差值(Lr-Lp)。
为此，在该通信系统中，该差值(Lr-Lp)被设置为无线电信道中所估算的包丢失率(Lr-Lp)，并且由数据包产生单元13所产生的数据包的误差限度根据所估算的包丢失率(Lr-Lp)而变化。更具体的说，在数据包产生单元13中的视频数据由所谓的MPEG方式编码的情况下，例如，I-图像的传输频率，VOP(电视目标平面)头，HEC(头扩展码)等等根据估算的包丢失率而变化。例如，如图5所示，I-图像的传输频率增加了因为估算的包丢失率变高了。按照这种方式，在由于包丢失而造成的丢失某些I-图像的情况下，可以提高误差限度。
另外的，可以预先提供了具有不同误差限度的多个文件，并且如图6所示，当所估算的包丢失率变高，可选择具有较高误差限度的文件。值得注意的是，在图6中，假定按文件A，文件B和文件C的次序误差限度变高了。以这种方式，可以根据所估算的包丢失率来传输具有适当误差限度的数据包。
另外，例如，如图7所示，被RFC2733规定作为数据包的FEC(前向纠错)包以规定的频率传输，并且因为所估算的包丢失率变高了所以FEC包的传输率增加了。以这种方式，可以根据所估算的包丢失率来传输具有适当误差限度的数据包。
如所述的，通过估算基站40与接收端装置50之间的无线电信道的数据包丢失率等等，其中的无线电信道是发射端装置10与接收端装置50之间具有最差传输状态的信道，并且通过根据所估算的包丢失率而改变数据包的误差限度，可降低由包丢失所造成的数据包的减少并可将由误差限度所造成的额外消耗减到最少。
在如图1所述的包分析装置30中，由包接收单元32所接收的包直接提供给数据包提取单元33，但是如图8所示，例如，也可提供一个通信控制单元301用于控制由包接收单元32所接收的包的通信。
通信控制单元301用作一个缓冲器以执行来自发射端装置10的包的传输率的转换以及关于接收端装置50的包的传输率的转换。也就是，与通信控制单元301有关的输入包的传输率被设置为与发射端装置10的传输率一致，并且来自通信控制单元301的输出包的传输率被设置为与接收端装置50有关的传输率或者与基站40有关的传输率一致。
如上所述即使在提供有作为缓冲器的通信控制单元301的情况下，类似于如上所述，包分析装置30可以对从发射端装置10到包分析装置30的传输路径的阻塞状态进行分析。除此之外，通过提供通信控制单元301，将被提供给基站40的数据包的传输率根据无线电信道的传输速率误差品质而被设置，以致消除无线电信道的阻塞。
另外的，如图9所示，例如，提供有通信控制装置60用以控制中继装置20与包分析装置30之间的通信。
该通信控制装置60也作为一个缓冲器以执行来自发射端装置10的包的传输率的转换以及关于接收端装置50的包的传输率的转换，类似于上述的通信控制单元301。
在这种情况下，提供给包分析装置30的数据包传输率被设置为与接收端装置50有关的传输率或者与基站40有关的传输率一致。包分析装置30产生上述的用作数据包的RTCP报告，RTCP报告是以该传输率提供的，并且包分析装置30将RTCP报告提供给发射端装置10。
如上所述通过在中继装置20与包分析装置30之间提供了通信控制装置60，可以执行对传输路径的阻塞状态的分析以解决传输率的转换。
值得注意的是，也可不提供如上所述的具有执行数据包接转功能的包分析装置30，例如，也可以使用省略了包传输单元34，通信接口35以及包接收单元38的结构。
在使用包分析装置30这样结构的情况下，例如，必须提供一个中继装置70用以将来自发射端装置10的数据包提供给基站40和包分析装置30，如图10所示。
然而，在使用包分析装置30的情况下，例如，同时还可通过具有接收多点传送的数据包和传输用于所接收的包的RTCP报告这些功能的接收端装置来实现，包分析装置30邻接于中继装置70。
同样，如图1所示的通信系统具有这样的结构，在该结构中无线电信道位于接收端装置50侧，但是如图11所示，也可使用这样的结构，在该结构中无线电信道位于发射端装置110侧。
在这种情况下，类似于上述的发射端装置10，发射端装置110具有照相机11至包传输单元14，包接收单元18至Qos控制单元19，以及通过无线电信道代替通信接口15而具有与基站80通信的功能。同时，类似于上述的接收端装置50，接收端装置150具有包接收单元52至包传输单元57，以及通过有线信道代替通信接口51而具有与中继装置90通信的功能。
即使在具有这样结构的情况下，类似于上面所描述的，包分析装置30和接收端装置150根据所接收到的RTP包将RTCP报告传送到发射端装置110，并且来自包分析装置30的RTCP报告存储在区域18b，同时来自接收端装置150的RTCP报告存储在区域18a。
Qos控制单元19根据来自包分析装置30的存储在区域18b的RTCP报告来估算发射端装置110与基站80之间的无线电信道的传输状态误差品质。Qos控制单元19同时根据来自接收端装置150的存储在区域18a的RTCP报告和来自包分析装置30的存储在区域18b的RTCP报告来估算包分析装置30与接收端装置150之间的有线信道的阻塞状态。除此之外，Qos控制单元19根据传输状态和阻塞状态来改变将由数据包产生单元13所产生的数据包的传输率和误差限度。
图12给出了在这个通信系统中用于控制数据包的传输率的处理过程。该过程是从图12的步骤S11开始执行的，例如，只要数据包产生单元13产生了数据包的一个单元。
这里，在包分析装置30处的包丢失率和延迟抖动分别由Lp和Jp表示，在接收端装置150处的包丢失率和延迟抖动分别由Lr和Jr表示，L3和L4表示包丢失率参数，同时J3和J4表示延迟抖动的参数。这些参数值被设置为L3＝5％，L4＝1％，J3＝50ms以及J4＝20ms，例如。
首先，在步骤S11，Qos控制单元19获得了接收端装置150的包丢失率Lr与包分析装置30的包丢失率Lp之间的差值(Lr-Lp)，并获得了接收端装置150的延迟抖动Jr与包分析装置30的延迟抖动Jp之间的差值(Jr-Jp)，以分析包分析装置30与接收端装置150之间的有线信道的阻塞状态。
接着，Qos控制单元19判断包丢失率的差值(Lr-Lp)是否大于L3以及延迟抖动的差值(Jr-Jp)是否大于J3。当包丢失率的差值(Lr-Lp)和延迟抖动的差值(Jr-Jp)分别大于相应的L3和J3中的一个时，认为包分析装置30与接收端装置150之间的传输路径(有线信道)是阻塞的，以致Qos控制单元19在步骤S12向数据包产生单元13发出命令以降低数据包的传输率，并且此时处理结束。
另外一方面，当包丢失率的差值(Lr-Lp)和延迟抖动的差值(Jr-Jp)中的一个分别不小于相应的L3和J3中的一个时，处理从步骤S11进入到步骤S13，在步骤S13，Qos控制单元19判断包丢失率的差值(Lr-Lp)是否小于L4以及延迟抖动的差值(Jr-Jp)是否小于J4。当包丢失率的差值(Lr-Lp)和延迟抖动的差值(Jr-Jp)都分别小于L4和J4时，认为包分析装置30与接收端装置150之间的传输路径是空闲的，以致Qos控制单元19在步骤S14向数据包产生单元13发出命令以提高数据包的传输率，并且此时处理结束。
另外一方面，当包丢失率的差值(Lr-Lp)和延迟抖动的差值(Jr-Jp)中的至少一个不小于相应的L4和J4中的一个时，处理从步骤S13进入到步骤S15，在步骤S15，Qos控制单元19向数据包产生单元13发出命令以保持当前的数据包传输率，并且此时处理结束。
通过上面的处理，根据传输路径的阻塞状态可以在该通信系统中执行对传输率的最佳控制，类似于上述图1中的通信系统。
同样，除了对上述传输率的控制之外，通过根据包分析装置30处的包丢失率来估算发射端装置110和基站80之间的无线电信道的传输状态误差品质，并当传输状态很差并且包丢失率很高时通过提高数据包的误差限度或者当传输状态很好并且包丢失率很低时通过降低数据包的误差限度来由Qos控制单元19执行对误差限度的控制。
按照这种方式，可降低由包丢失所造成的数据包的减少并可将由误差限度所造成的额外消耗减到最少，类似于上述图1中的通信系统。
在上面的描述中，所描述的示意性的例子只提供了一个包分析装置30，但是如图13所示，提供有多个包分析装置30A和30B的例子，在该例子中传输路径包含多个无线电信道。
在具有这样一个结构的情况下，例如，如图14所示，在发射端装置110的报告存储单元18中提供有区域18b和18c以存储来自包分析装置30A和30B的RTCP报告。值得注意的是，包分析装置的数目不受图4所示的两个的限制，并且可以为任意所希望的数目，只要在报告存储单元18中提供有相应数目的区域。
类似于上面描述的，报告分选单元17根据IP地址或者根据IP包中所描述的源端口号，或者根据RTCP报告的RTP头中所描述的SSRC标识符等等来判断RTCP报告源，其中IP包包含在RTCP报告中，并且报告分选单元17将RTCP报告存储在对应的18a，18b或者18c中。
在具有这样一个结构的通信系统中，包分析装置30A和30B以及接收端装置50中的每一个将RTCP报告传输到发射端装置110，并且发射端装置110根据每一个RTCP报告来控制数据包的传输率和误差限度。
图15给出了在这个通信系统中用于控制数据包的传输率的处理过程。该过程是从图15的步骤S21开始执行的，只要数据包产生单元13产生了数据包的一个单元，例如。
这里，在包分析装置30A处的包丢失率和延迟抖动分别由Lpa和Jpa表示，在包分析装置30B处的包丢失率和延迟抖动分别由Lpb和Jpb表示，在接收端装置150处的包丢失率和延迟抖动分别由Lr和Jr表示，L5和L6表示包丢失率参数，同时J5和J6表示延迟抖动的参数。这些参数值被设置为L5＝5％，L6＝1％，J5＝50ms以及J6＝20ms，例如。
首先，在步骤S21，Qos控制单元19获得了包分析装置30B的包丢失率Lpb与包分析装置30A的包丢失率Lpa之间的差值(Lpb-Lpa)，并获得了包分析装置30B的延迟抖动Jpb与包分析装置30A的延迟抖动Jpa之间的差值(Jpb-Jpa)，以分析包分析装置30A与包分析装置30B之间的有线信道的阻塞状态。
接着，Qos控制单元19判断包丢失率的差值(Lpb-Lpa)是否大于L5并判断延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)是否大于J5。当包丢失率的差值(Lpb-Lpa)和延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)都分别大于L5和J5中相应的一个时，认为包分析装置30A与包分析装置30B之间的传输路径(有线信道)是阻塞的，以致Qos控制单元19在步骤S22向数据包产生单元13发出命令以降低数据包的传输率，并且此时处理结束。
另外一方面，当包丢失率的差值(Lpb-Lpa)和延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)都分别不大于L5和J5，处理从步骤S21进入到步骤S23，在步骤S23，Qos控制单元19判断包丢失率的差值(Lpb-Lpa)是否小于L6并判断延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)是否小于J6。当包丢失率的差值(Lpb-Lpa)和延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)都分别小于L5和J5时，认为包分析装置30A与包分析装置30B之间的传输路径是空闲的，以致Qos控制单元19在步骤S24向数据包产生单元13发出命令以提高数据包的传输率，并且此时处理结束。
另外一方面，当包丢失率的差值(Lpb-Lpa)和延迟抖动的差值(Jpb-Jpa)中的至少一个不小于相应的L6和J6中的一个时，处理从步骤S23进入到步骤S25，在步骤S25，Qos控制单元19向数据包产生单元13发出命令以保持当前的数据包传输率，并且此时处理结束。
通过上面的处理，根据传输路径的阻塞状态可以在该通信系统中执行对传输率的最佳控制，类似于上述图1和图11中的通信系统。
同样，除了对上述传输率的控制之外，通过根据各个无线电信道上的总的包丢失率来估算无线电信道的传输状态误差品质，并当传输状态很差并且总的包丢失率很高时通过提高数据包的误差限度或者当传输状态很好并且总的包丢失率很低时通过降低数据包的误差限度来由Qos控制单元19执行对误差限度的控制。
更具体的说，Qos控制单元19根据包分析装置30A处的包丢失率来估算发射端装置110与基站80之间的无线电信道的包丢失率，并且根据接收端装置50处的包丢失率Lr与包分析装置30B处的包丢失率Lpb之间的差值(Lr-Lpb)来估算包分析装置30B与接收端装置50之间的无线电信道的包丢失率。于是，这些无线电信道的包丢失率(Lr+Lpa-Lpb)之和被设置为无线电信道的总的包丢失率，并且数据包的误差限度根据这个总的包丢失率而变化。
按照这种方式，可降低由包丢失所造成的数据包的减少并可将由误差限度所造成的额外消耗减到最少，类似于上述图1和图11中的通信系统。
同时，上面的描述指的是具有中继装置20，包分析装置30，基站40以及通信控制装置60作为独立装置的示意性例子，但是也可使用这样的结构，在该结构中这些装置的一部分或整个功能可集成在一个或多个装置上。
同时，上面的描述指的是这样一个示意性例子，在该例子中，Qos控制单元19根据RTCP报告中所描述的包丢失率和延迟抖动来分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的状态，并根据所分析的状态来控制将要传输的数据包的质量。然而，例如，也可根据RTCP报告中所描述的诸如丢失包的数目，用于RTP包的延迟这样的其他参数来分析传输路径的状态，并且根据所分析的状态来控制将要传输的数据包的质量。
同时，上面的描述指的是用于控制数据包的传输率和误差限度的示意性例子，但是它也可以根据包分析装置处的包丢失率或者包分析装置和接收端装置处包丢失率来分析有线信道部分的阻塞状态，并根据所分析的阻塞状态只控制传输率。
如所描述的，根据本发明，根据由中继装置所接收的媒体包的传输状态来分析传输路径的阻塞状态，其中中继装置接转来自发射端装置的媒体包，并且根据阻塞状态的分析结果来控制将由发射端装置传送的媒体包的传输率，以致根据传输路径的阻塞状态可以控制将由发射端装置传送的媒体包的传输率，其中传输路径的阻塞状态是根据由中继装置所接收到的媒体包来分析的。
为此，例如，即使在诸如发射端装置和接收端装置之间的无线电信道这样的传输路径具有很差的传输状态的情况下，也可根据传输路径的实际阻塞状态来适当的控制媒体包的传输率，并且因此可防止传输率比所需的降低的多。
同时，根据本发明，可分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的阻塞状态，并分析发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态，并且根据传输路径阻塞状态的分析结果和传输状态的分析结果可以控制将由发射端装置传送的媒体包的质量(例如传输率，误差限度等等)，以致可根据传输路径的状态来控制媒体包的质量。
为此，即使在诸如发射端装置和接收端装置之间的无线电信道这样的传输路径具有很差的传输状态的情况下，也可根据传输路径的实际传输状态来适当的控制将要传输的媒体包的质量。
还值得注意的是，除了上述已经提及的这些之外，上述实施例的许多修改和变化在不脱离本发明新颖的和有利的特点的情况下可以做出修改。因此，所有这些修改和变化都包含在所附的权利要求的范围内。

Claims (18)

1、一种通信质量控制方法，该方法用于控制从发射端装置到接收端装置进行传输的媒体包的质量，该媒体包通过提供在发射端装置和接收端装置之间的中继装置，该方法包括以下步骤：
(a)分析发射端装置与接收端装置之间的传输路径的阻塞状态；
(b)分析发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态；以及
(c)根据步骤(a)所分析的阻塞状态和步骤(b)所分析的传输状态来控制由发射端装置发送的媒体包的质量。
2、权利要求1的通信质量控制方法，其中，
步骤(a)根据中继装置所接收到的媒体包的传输状态分析传输路径的阻塞状态，
步骤(c)根据步骤(a)所分析的阻塞状态来控制媒体包的传输率。
3、权利要求1的通信质量控制方法，其中步骤(b)包括以下步骤：
(b1)分析由中继装置所接收到的媒体包的传输状态；以及
(b2)分析通过中继装置由接收端装置所接收的媒体包的传输状态；
其中，步骤(c)根据步骤(b1)所分析的传输状态和步骤(b2)所分析的传输状态来估算发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态。
4、权利要求3的通信质量控制方法，进一步包括步骤：
将步骤(b1)所分析的传输状态的报告传输到发射端装置；以及
将步骤(b2)所分析的传输状态的报告传输到发射端装置。
5、权利要求1的通信质量控制方法，其中步骤(b)分析一个传输路径处的媒体包的传输状态，这个传输路径是发射端装置与中继装置之间的传输路径和中继装置与接收端装置之间的传输路径中的传输状态较差的一个。
6、权利要求1的通信质量控制方法，其中步骤(b)通过分析丢失包的数目，包丢失率，延迟，以及延迟抖动中的至少一个来分析媒体包的传输率。
7、权利要求1的通信质量控制方法，其中步骤(c)控制媒体包的质量，该质量包括媒体包的传输率和误差限度中的至少一个。
8、权利要求1的通信质量控制方法，其中
步骤(b)在与中继装置相关的包分析装置分析传输状态，且将传输状态的报告从包分析装置通知发射端装置；以及
步骤(c)根据该报告控制媒体包的至少一质量。
9、权利要求1的通信质量控制方法，进一步包括如下步骤：
(d)传送来自发射端装置的媒体包；
(e)获得一个由中继装置所接收的媒体包的传输状态的中继包分析报告，并且还获得了一个由接收端装置所接收的媒体包的传输状态的接收包分析报告；其中
根据步骤(e)获得的中继包分析报告和接收包分析报告，步骤(a)分析阻塞状态，步骤(b)分析传输状态，
步骤(c)控制由步骤(d)传送的媒体包的质量。
10、一个通信质量控制系统，该系统用于控制从发射端装置到接收端装置进行传输的媒体包的质量，该媒体包通过提供在发射端装置和接收端装置之间的中继装置，包括：
设置在与中继装置相关的包分析装置中和接收终端装置中的统计信息计算单元，用于分析发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态；以及
一个控制单元，提供在发射端装置中，用于分析发射端装置和接收端装置之间的传输路径的阻塞状态，以及根据阻塞状态和由所述统计信息计算单元分析的传输状态控制由发射端装置发送的媒体包的质量。
11、权利要求10的通信质量控制系统，其中
该控制单元根据中继装置接收的媒体包的传输状态分析传输路径的阻塞状态，和根据该阻塞状态控制媒体包的传输率。
12、权利要求10的通信质量控制系统，其中所述统计信息计算单元包括：
设置在包分析装置中的统计信息计算单元，，用于分析由中继装置所接收的媒体包的传输状态；以及
设置在接收端装置中的统计信息计算单元，，用于分析通过中继装置由接收端装置所接收的媒体包的传输状态；
其中，控制单元根据由设置在包分析装置中的统计信息计算单元所分析的传输状态和由设置在接收端装置中的统计信息计算单元所分析的传输状态来估算发射端装置与接收端装置之间的媒体包的传输状态。
13、权利要求12的通信质量控制系统，进一步包括：
设置在包分析装置中的报告生成单元，用于将由设置包分析装置中的统计信息计算单元所分析的传输状态的报告传输到发射端装置的控制单元；以及
设置在接收端装置中的报告生成单元，用于将设置在接收端装置中的统计信息计算单元所分析的传输状态的报告传输到发射端装置的控制单元。
14、权利要求10的通信质量控制系统，其中统计信息计算单元分析一个传输路径处的媒体包的传输状态，这个传输路径是发射端装置与中继装置之间的传输路径和中继装置与接收端装置之间的传输路径中的传输状态较差的一个。
15、权利要求10的通信质量控制系统，其中统计信息计算单元通过分析丢失包的数目，包丢失率，延迟，以及延迟抖动中的至少一个来分析媒体包的传输率。
16、权利要求10的通信质量控制系统，其中控制单元控制媒体包的质量，该质量包括媒体包的传输率和误差限度中的至少一个。
17、权利要求10的通信质量控制系统，其中，
统计信息计算单元在包分析装置中分析传输状态，并将传输状态的报告从包分析装置通知给发射端装置，
控制单元根据该报告控制媒体包的至少一质量。
18、权利要求10的通信质量控制系统，进一步包括：
一个媒体包传输单元，在发射端装置中，用于传输媒体包；
一个报告存储单元，提供在发射端装置中，用于获取由中继装置接收的媒体包的传输状态的中继包分析报告，和由接收端装置接收的媒体包的传输状态的接收包分析报告；
其中，根据由报告存储单元所获得的中继包分析报告和接收包分析报告，控制单元分析阻塞状态，统计信息计算单元分析传输状态，以及
控制单元控制由包发射单元发送的媒体包的质量。
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