数据传输方法、无线接入网络设备、用户平面功能实体
技术领域
本公开属于通信技术领域，具体涉及一种数据传输方法、无线接入网络设备、用户平面功能实体。
背景技术
AMR(Adaptive Multi-rate，自适应多速率语应编解码)是目前使用的一种自适应编解码技术，主要应用与语音通话中。其特点是RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)在对AMR进行控制时，可以根据无线网络的实际情况来控制终端改变上行的编码速率和下行的解码速率。并且通过采用多个不同的RAB(Radio Access Bearer，无线接入承载)子流分别进行不同的编码描述，例如RAB子流1描述轮廓，RAB子流2描述局部，RAB子流三描述细节，从而在传输过程中，即使RAB子流2或者RAB子流3中有一个不能恢复，也能保证其承载的语音可被辨识。
AMR技术有以下缺陷：
1)，仅适用于音频，不适用于视频。
2)，当授话方的无线信号质量不佳时，送话方已经发送到移动通信网络中的视频通话和音频通话的数据流，或者说正在传送中的视频通话和音频通话的数据流，可能是按高QoS(Quality of Service，服务质量)质量要求进行的编码，此时通过移动网络向授话方发送按高QoS质量要求的编码，可能会导致多个子流同时丢失从而使授话方无法进行正常解码。
3)，RNC只能控制授话方的编解码速率，不能对送话方的编码速率进行控制。
此外，基于互联网的视频通话系统，具备自适应带宽的功能。即通话双方的设备在建立会话之前会进行端到端的带宽测量，以确定恰当的编解码速率。这个过程通常需要一定的时间周期，并且不适用于突发式的网络带宽下降。而无线网络质量下降通常带有突发性，从而导致基于互联网的视频通话系统所采用的自适应编解码算法不能很好的适用于基于无线通信网络的视频通信。
5G规范在TS23.501中定义了反射式QoS。其目的和作用是让终端根据下行数据流对上行数据流进行QFI标记(QoS Flow Identifier，QoS流标识)和应用与QFI对应的QoS策略，例如传输优先级，带宽保证等。但不涉及对数据流内容本身的重编码，而且仅对终端自身有效，不会涉及与自身通信的对端的QoS策略。
发明内容
本公开针对现有技术中存在的上述不足，提供一种数据传输方法、无线接入网络设备、用户平面功能实体。
作为本公开的第一个方面，提供一种数据传输方法，包括：
若确定出第一终端与第二终端之间的音视频通话在第一终端侧的服务质量降低，则计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率，所述音视频通话包括音频通话和视频通话；
将所述最大编码速率发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将所述最大编码速率转发至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码；
接收所述用户平面功能实体发送的转码后的音视频通话的数据流，并将所述转码后的音视频通话的数据流发送至第一终端。
优选地，所述计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率，包括：
获取所述音视频通话的数据流的实际带宽和信道传送能力；
根据所述实际带宽和信道传送能力计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率。
优选地，所述计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率之后，还包括：
若所述第一终端和第二终端归属于不同的会话管理功能实体，则将所述最大编码速率通过第一会话管理功能实体发送至第二会话管理功能实体。
优选地，所述方法还包括：
在所述音视频通话结束之前，若确定出信号质量恢复，则将恢复原始编码参数消息发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将停止转码消息发送至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体将尚未转发的音视频通话的数据转发至第一终端。
作为本公开的第二个方面，提供一种数据传输方法，其特征在于，包括：
接收第一会话管理功能实体发送的最大编码速率；
根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码；
将转码后的音视频通话的数据流发送至无线接入网络设备，以使所述无线接入网络设备将所述转码后的音视频通话的数据流转发至第一终端。
优选地，所述根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码之后，所述将转码后的音视频通话的数据流发送至所述无线接入网络设备之前，还包括：
向计费系统发送携带所述最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息，以使所述计费系统设置计费起点，并根据所述最大编码速率对转码后的音视频通话的数据流进行计费。
优选地，所述向计费系统发送携带所述最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息之后，还包括：
向计费系统发送携带计费终止点的第二计费通知消息，以使所述计费系统设置计费终止点，并根据所述最大编码速率对计费起点和计费终止点之间的转码后的音视频通话的数据流进行计费。
作为本公开的第三个方面，提供一种无线接入网络设备，包括：
计算模块，用于若确定出第一终端与第二终端之间的音视频通话在第一终端侧的服务质量降低，则计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率，所述音视频通话包括音频通话和视频通话；
发送模块，用于将所述最大编码速率发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将所述最大编码速率转发至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码；
接收模块，用于接收所述用户平面功能实体发送的转码后的音视频通话的数据流；
所述发送模块还用于将所述转码后的音视频通话的数据流发送至第一终端。
优选地，所述计算模块，具体用于：
获取所述音视频通话的数据流的实际带宽和信道传送能力；
根据所述实际带宽和信道传送能力计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率。
优选地，所述发送模块还用于若所述第一终端和第二终端归属于不同的会话管理功能实体，则将所述最大编码速率通过第一会话管理功能实体发送至第二会话管理功能实体。
优选地，所述发送模块还用于在所述音视频通话结束之前，若确定出信号质量恢复，则将恢复原始编码参数消息发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将停止转码消息发送至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体将尚未转发的音视频通话的数据转发至第一终端。
作为本公开的第四个方面，提供一种用户平面功能实体，包括：
接收模块，用于接收第一会话管理功能实体发送的最大编码速率；
转码模块，用于根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码；
发送模块，用于将转码后的音视频通话的数据流发送至无线接入网络设备，以使所述无线接入网络设备将所述转码后的音视频通话的数据流转发至第一终端。
优选地，所述发送模块还用于向计费系统发送携带所述最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息，以使所述计费系统设置计费起点，并根据所述最大编码速率对转码后的音视频通话的数据流进行计费。
优选地，所述发送模块还用于向计费系统发送携带计费终止点的第二计费通知消息，以使所述计费系统设置计费终止点，并根据所述最大编码速率对计费起点和计费终止点之间的转码后的音视频通话的数据流进行计费。
本公开实施例可以适用于音频通话，也可以适用于视频通话。当授话方的无线信号质量不佳时，音视频通话在授话方侧的服务质量降低，送话方已经发送到移动通信网络中的视频通话和音频通话的数据流，不会出现多个子流同时丢失从而使授话方无法进行正常解码的情况。并且可以同时控制授话方也可以控制送话方的编码速率。可以适应于基于视频通话的无线网络质量下降导致的突发式的网络带宽下降，相对于现有的基于互联网的视频通信自适应方法，响应速度更快，不会出现使送话方发出但尚未转发给授话方的视频通话的数据流因丢包而不连贯。并且涉及对数据流内容本身的重编码，不仅对授话方终端自身有效，而且涉及通信的送话方对端的也有效。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种数据传输方法的流程图；
图2为本公开实施例提供的一种数据传输方法的另一流程图；
图3为本公开实施例提供的无线接入网络设备的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的用户平面功能实体的结构示意图；
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
本公开提供一种数据传输方法、无线接入网络设备、用户平面功能实体。以下分别结合本公开提供的实施例的附图逐一进行详细说明。
本公开实施例应用于5G网络中。
图1示出本公开实施例提供的数据传输方法的流程图。该数据传输方法可应用于无线接入网络设备。如图1所示，本实施例提供的数据传输方法包括以下步骤。
步骤101，若确定出第一终端与第二终端之间的音视频通话在第一终端侧的服务质量降低，则计算音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率。
其中，所述最大编码速率为计算出保证当前音视频通话的数据流能够流畅传送的能承受的最大编码速率。所述最大编码速率小于所述音视频通话的数据流的原始编码速率。所述音视频通话包括音频通话和视频通话。视频通话的数据流包括音频流和视频流，音频通话的数据流包括音频流，视频流和音频流分别对应一个最大编码速率。
在该步骤中，若无线接入网络设备(RAN，Radio Access Network)识别出第一终端和第二终端正在进行的音视频通话在第一终端侧，由于无线信号质量的原因导致无法保证预先设定的服务质量时，即“从网络到终端”这个方向上的服务质量降低，或者说是下行服务质量降低。也就是说，当前的音视频通话的数据流在原始编码速率下无法流畅传送，则获取当前的无线资源，重新计算小于原始编码速率的最大编码速率来保证音视频通话的数据流可以流畅传送。例如，音视频通话的视频流的原始编码速率为64kb/s，因为第一终端侧的无线信号质量原因，导致无法保证预先设定的服务质量，当前的音视频通话的数据流采用的64kb/s的编码速率进行编码无法流畅传送，则重新计算当前的音视频通话的数据流能够流畅传送前提下能承受的最大编码速率，例如，计算出的最大编码速率为32kb/s，此时的32kb/s小于64kb/s，在保证编码速率最大时，还能使音视频通话的数据流流畅传送。
需要说明的是，第一终端侧的服务质量无法保证可能体现为画面失真、卡顿、语音正常但画面丢失、通话中断等情形。
本公开实施例中，因为编码速率由原始编码速率降低为较小的最大编码速率，因此，进行音视频通话的第一终端和第二终端的视频画面的画面质量会降低(例如，画面质量变模糊，或者缩小画面尺寸)。即在无线信号质量变差时，优先以降低编码速率和画面质量的方式，换取音视频通话的数据流能够流畅传送，不发生中断。同时，由于无线接入网络设备主动进行无线信号质量检测，所以相对于现有的基于互联网的视频通信自适应方法，响应速度更快，保证授话方可以正常解码，不会出现使送话方发出但尚未转发给授话方的视频通话的数据流因丢包而不连贯。
步骤102，将最大编码速率发送至第一会话管理功能实体，以使第一会话管理功能实体将最大编码速率转发至用户平面功能实体，以供用户平面功能实体根据最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码。
在该步骤中，无线接入网络设备计算出最大编码速率之后，将最大编码速率转发至第一会话管理功能实体(SMF1，Session Management Function)，此处的第一会话管理功能实体是第一终端侧的设备，并且默认第一终端和第二终端归属于同一个会话管理功能实体。第一会话管理功能实体将最大编码速率转发至用户平面功能实体(UPF，User PlaneFunction)，以供用户平面功能实体根据最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码。此处默认尚未转发的音视频通话的数据流为已经编码的数据流。用户平面功能实体预存的是原始编码速率，此时接收到最大编码速率，需要对已经按照原始编码速率进行编码的视频数据的数据流进行实时转码，再将转码后的音视频通话的数据流转发出去。需要说明的是，此处的用户平面功能实体是第一终端侧的设备。
同时，第一会话管理功能实体向第二终端发送重新设置参数消息，以供第二终端获取其中的最大编码速率，并根据最大编码速率对未编码的音视频通话的数据流进行编码，并将编码后的音视频通话的数据流发送至第一终端。由于第二终端不再按照原始编码速率进行编码，所以需向第二终端发送携带最大编码速率的重新设置参数消息，使第二终端按照最新的最大编码速率进行编码。因此，本公开实施例中可以同时控制授话方和送话方的编码速率。
步骤103，接收用户平面功能实体发送的转码后的音视频通话的数据流，并将转码后的音视频通话的数据流发送至第一终端。
在该步骤中，当用户平面功能实体转码完成之后，会先将转码后的音视频通话的数据流发送到本无线接入网络设备，然后由本无线接入网络设备将其转发至第一终端。
本公开实施例可以适用于音频通话，也可以适用于视频通话。当授话方(第一终端)的无线信号质量不佳时，音视频通话在授话方侧的服务质量降低，送话方(第二终端)已经发送到移动通信网络中的视频通话和音频通话的数据流，不会出现多个子流同时丢失从而使授话方无法进行正常解码的情况。并且可以同时控制授话方也可以控制送话方的编码速率。可以适应于基于视频通话的无线网络质量下降导致的突发式的网络带宽下降，相对于现有的基于互联网的视频通信自适应方法，响应速度更快，不会出现使送话方发出但尚未转发给授话方的视频通话的数据流因丢包而不连贯。并且涉及对数据流内容本身的重编码，不仅对授话方终端自身有效，而且涉及通信的送话方对端的也有效。
进一步的，所述计算音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率(即步骤101)，包括：获取音视频通话的数据流的实际带宽和信道传送能力；根据实际带宽和信道传送能力计算音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率。
在上述步骤中，无线接入网络设备获取音视频通话的数据流的扣除开销后的实际带宽和信道传送能力，信道传送能力为阶梯的编码速率或连续的编码速率，确定最大编码速率为不超过实际带宽的信道传送能力中最大的编码速率。例如，确定出实际带宽为32kb/s，信道传送能力为阶梯的编码速率，具体为48kb/s、32kb/s和16kb/s，则最大编码速率为32kb/s。此时的最大编码速率可以保证音视频通话的数据流可以流畅传送。
需要说明的是，信道不具备编码能力，信道传送能力是预先分配给信道的阶梯的编码速率或连续的编码速率。
进一步的，所述计算音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率(即步骤101)之后，还包括：若第一终端和第二终端归属于不同的会话管理功能实体，则将最大编码速率通过第一会话管理功能实体发送至第二会话管理功能实体。
在该步骤中，若第一终端和第二终端归属于不同的会话管理功能实体，即第一终端归属于第一终端侧的第一会话管理功能实体，第二终端归属于第二终端侧的第二会话管理功能实体。第一终端与第二终端为不同运营商的用户，归属于不同的会话管理功能实体，或者第一终端与第二终端为一个运营商的用户，但是第一终端与第二终端地理位置不同，也可以归属于不同的会话管理功能实体。无线接入网络设备将最大编码速率通过第一会话管理功能实体发送至第二会话管理功能实体。第二会话管理功能实体也要执行向第二终端发送重新设置参数消息的步骤。第一终端和第二终端可以是同一运营商的用户，也可以是不同运营商的用户。
进一步的，所述方法还包括：
在音视频通话结束之前，若确定出信号质量恢复，则将恢复原始编码参数消息发送至第一会话管理功能实体，以使第一会话管理功能实体将停止转码消息发送至用户平面功能实体，以供用户平面功能实体将尚未转发的音视频通话的数据转发至第一终端。
在该步骤中，在音视频通话结束之前，若无线接入网络设备检测出信号质量恢复，则可以恢复初始的原始编码参数，将恢复原始编码参数消息发送至第一会话管理功能实体，第一会话管理功能实体将停止转码消息发送至用户平面功能实体。用户平面功能实体停止对音视频通话的数据流进行转码，直接将尚未转发的音视频通话的数据转发至第一终端。第一会话管理功能实体也会将恢复原始编码参数消息转发至第二终端，使第二终端按照原始编码速率对未编码的音视频通话的数据流进行编码。
需要说明的是，在音视频通话结束之前，若无线接入网络设备检测出信号质量恢复，也可以将恢复原始编码参数消息通过第一会话管理功能实体转发至第二会话管理功能实体。第二会话管理功能实体也要执行将恢复原始编码参数消息转发至第二终端的步骤。
图2示出本公开实施例提供的数据传输方法的另一流程图。该数据传输方法可应用于用户平面功能实体。如图2所示，本实施例提供的数据传输方法包括以下步骤。
步骤201，接收第一会话管理功能实体发送的最大编码速率。
步骤202，根据最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码。
步骤203，将转码后的音视频通话的数据流发送至无线接入网络设备，以使无线接入网络设备将转码后的音视频通话的数据流转发至第一终端。
在步骤201-步骤203中，用户平面功能实体预存的是原始编码速率，接收到第一会话管理功能实体发送的最大编码速率，需要对已经按照原始编码速率进行编码的视频数据的数据流进行实时转码，再将转码后的音视频通话的数据流通过无线接入网络设备转发至第一终端。
需要说明的是，此处的用户平面功能实体是第一终端侧的设备。用户平面功能实体通过N3接口转发转码后的音视频通话的数据流。执行实时转码的用户平面功能实体，可以自己执行实时转码，也可以交给旁挂的专用设备执行实时转码。
进一步的，所述根据最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码(即步骤202)之后，所述将转码后的音视频通话的数据流发送至无线接入网络设备(即步骤203)之前，还包括：向计费系统发送携带最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息，以使计费系统设置计费起点，并根据最大编码速率对转码后的音视频通话的数据流进行计费。
在该步骤中，用户平面功能实体需确定出开始转码的时间点，将其作为计费起点。用户平面功能实体向计费系统发送携带最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息，以使计费系统设置计费起点，并根据最大编码速率对计费起点之后的转码后的音视频通话的数据流进行计费。需要说明的是，计费起点早于或等于第一计费通知消息的发送时间。
进一步的，所述向计费系统发送携带所述最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息之后，还包括：向计费系统发送携带计费终止点的第二计费通知消息，以使计费系统设置计费终止点，并根据最大编码速率对计费起点和计费终止点之间的转码后的音视频通话的数据流进行计费。
在该步骤中，用户平面功能实体需确定出转码终止的时间点，将其作为计费终止点。用户平面功能实体向计费系统发送计费终止点的第二计费通知消息，以使计费系统设置计费终止点，并根据最大编码速率对计费起点和计费终止点之间的转码后的音视频通话的数据流进行计费。需要说明的是，计费终止点晚于或等于第二计费通知消息的发送时间。用户平面功能实体已经保存了最大编码速率，所以第二计费通知消息中不必再携带最大编码速率。
本公开实施例可以适用于音频通话，也可以适用于视频通话。当授话方的无线信号质量不佳时，音视频通话在授话方侧的服务质量降低，送话方已经发送到移动通信网络中的视频通话和音频通话的数据流，不会出现多个子流同时丢失从而使授话方无法进行正常解码的情况。并且可以同时控制授话方也可以控制送话方的编码速率。可以适应于基于视频通话的无线网络质量下降导致的突发式的网络带宽下降，相对于现有的基于互联网的视频通信自适应方法，响应速度更快，不会出现使送话方发出但尚未转发给授话方的视频通话的数据流因丢包而不连贯。并且涉及对数据流内容本身的重编码，不仅对授话方终端自身有效，而且涉及通信的送话方对端的也有效。
图3示出本公开实施例提供的无线接入网络设备的结构示意图。基于与图1对应的实施例相同的技术构思，如图3所示，本公开实施例提供的无线接入网络设备，包括如下模块。
计算模块11，用于若确定出第一终端与第二终端之间的音视频通话在第一终端侧的服务质量降低，则计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率，所述音视频通话包括音频通话和视频通话。
发送模块12，用于将所述最大编码速率发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将所述最大编码速率转发至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码。
接收模块13，用于接收所述用户平面功能实体发送的转码后的音视频通话的数据流。
所述发送模块12还用于将所述转码后的音视频通话的数据流发送至第一终端。
优选地，所述计算模块11，具体用于：
获取所述音视频通话的数据流的实际带宽和信道传送能力。
根据所述实际带宽和信道传送能力计算所述音视频通话的数据流在流畅传送前提下的最大编码速率。
优选地，所述发送模块12还用于若所述第一终端和第二终端归属于不同的会话管理功能实体，则将所述最大编码速率通过第一会话管理功能实体发送至第二会话管理功能实体。
优选地，所述发送模块12还用于在所述音视频通话结束之前，若确定出信号质量恢复，则将恢复原始编码参数消息发送至第一会话管理功能实体，以使所述第一会话管理功能实体将停止转码消息发送至用户平面功能实体，以供所述用户平面功能实体将尚未转发的音视频通话的数据转发至第一终端。
图4示出本公开实施例提供的用户平面功能实体的结构示意图。基于与图2对应的实施例相同的技术构思，如图4所示，本公开实施例提供的用户平面功能实体，包括如下模块。
接收模块21，用于接收第一会话管理功能实体发送的最大编码速率。
转码模块22，用于根据所述最大编码速率对尚未转发的音视频通话的数据流进行实时转码。
发送模块23，用于将转码后的音视频通话的数据流发送至无线接入网络设备，以使所述无线接入网络设备将所述转码后的音视频通话的数据流转发至第一终端。
优选地，所述发送模块23还用于向计费系统发送携带所述最大编码速率和计费起点的第一计费通知消息，以使所述计费系统设置计费起点，并根据所述最大编码速率对转码后的音视频通话的数据流进行计费。
优选地，所述发送模块23还用于向计费系统发送携带计费终止点的第二计费通知消息，以使所述计费系统设置计费终止点，并根据所述最大编码速率对计费起点和计费终止点之间的转码后的音视频通话的数据流进行计费。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
