CN101083695B

CN101083695B - 因特网协议传送语音系统以及相关的无线局域网络装置

Info

Publication number: CN101083695B
Application number: CN2006101542417A
Authority: CN
Inventors: 韩嘉辉; 徐端瑞; 蔡其寰
Original assignee: Asustek Computer Inc
Current assignee: Asustek Computer Inc
Priority date: 2006-06-04
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-09-18
Also published as: CN101083695A; TWI319955B; TW200803437A

Abstract

一种因特网协议传送语音系统，其包含有第一与第二装置。该第一装置用来通过因特网与远程装置进行语音通讯，处理与该远程装置进行语音通讯所接收到的声音信息以产生至少一播放音频封包并通过无线局域网络将其传送出，以及通过该无线局域网络接收至少一收录音频封包并处理以产生与该远程装置进行语音通讯所传送出的声音信息。该第二装置用来通过该无线局域网络接收该至少一播放音频封包并播放其中所包含的声音信息，以及收录外部的声音信息以产生该至少一收录音频封包并通过该无线局域网络将其传送出。

Description

因特网协议传送语音系统以及相关的无线局域网络装置

技术领域

本发明是相关于无线局域网络，尤指一种应用无线局域网络的因特网协议传送语音系统以及相关的无线局域网络装置。

背景技术

随着因特网(Internet)相关技术的进步，各种以因特网为基础的应用已越来越普遍，举例来说，因特网协议传送语音(Voice over InternetProtocol，VoIP)以及因特网协议传送视频(Video over Internet Protocol)即是其中两个常见的例子。

通过VoIP的相关技术，一个连接于因特网的装置，将可以通过因特网与另一装置进行语音通讯。前述的装置并不限于个人计算机或笔记本型计算机这类可以直接连接至因特网的电子装置，事实上，随着技术的进步，移动电话以及传统电话(亦即设置于公用交换电话网络(Public Switched TelephoneNetwork，PSTN)中的电话)这类并未直接连接至因特网的装置，亦可以间接应用VoIP的相关技术进行语音通讯。

已知技术中一种应用VoIP技术的例子，是计算机通过执行VoIP软件，以与远程的装置进行语音通讯，此时，为了处理声音的收录以及播放，使用者必须通过实体的信号线将耳机以及麦克风连接至计算机，以将VoIP软件处理完而欲播放的语音数据传送至耳机进行播放，并将麦克风所收录的声音信息传送给VoIP软件负责处理。由于实体信号线的长度一般是固定的，这种作法将会对使用者造成一些限制(例如会降低使用者的可移动性)，此外，由于前述的信号线并没有办法让使用者传输音频数据以外的控制信息，因此，使用者欲执行其它控制操作(例如拨号)时，还是必须使用计算机原有的输入接口(例如鼠标与键盘)，因此，系统设计者并不容易扩展使用者解决方案(UserScenario)。

此外，在已知技术中，还有一种作法是计算机通过执行VoIP软件，来与远程装置进行语音通讯，并使用无线耳机以及无线麦克风来负责声音的收录以及播放，此时，无线耳机以及无线麦克风必须通过一些无线接口来与计算机进行无线通讯。前述的无线接口可以是专属射频(Proprietary RF)接口、数字增强无线电话通讯(Digital Enhanced Cordless Telecommunications，DECT)接口、或蓝牙(Bluetooth)接口。由于该些无线接口通常会有较低的传输速率以及较短的传输距离，系统设计者考虑使用者解决方案时，将会受到一些的限制。

已知技术中还提出了一种整合性的VoIP电话，图1所示即为已知的VoIP电话的架构示意图。明确地说，图1所示的VoIP电话100的架构共包含有四层，分别为使用者接口有限状态机层(User Interface Finite State Machine，UI FSM)120、中介软件层(Middle Ware)140、实时操作系统层(Real TimeOperating System，RTOS)160、以及装置驱动层(Device Driver)180。

举例来说，使用者接口有限状态机层120中可包含有用于通话控制(CallControl)、话机设定(Handset Setup)、VoIP相关设定、以及电话簿管理(PhoneBook Management)的多个有限状态机。实时操作系统层160可依据传输控制协议/因特网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)进行运作。至于装置驱动层180，其可包含有用以驱动网络卡、显示屏、音频接口、通用输入输出接口(General Purpose Input/Output，GPIO)、通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)、以及闪存(FLASH)的多个驱动程序。

由于VoIP电话100通过接入点(Access Point，AP)连接至因特网，并独力执行VoIP相关的控制以及运算，故VoIP电话100的中介软件层140将会具有复杂的架构，更明确地说，中介软件层140的责任包含有：会议发起协议(Session Initiation Protocol，SIP)、内网互连(NAT Traversal)、实时流量协议(Real Time Streaming Protocol，RTSP)、实时传输控制协议(RealTime Transport Control Protocol，RTCP)、资源预留协议(Resource ReserveProtocol，RSVP)、差别服务(DIFFSERV)、音频协议(利如G.711音频编解码协议)、服务质量(Quality of Service，QoS)、以及实时传输控制协议(RealTime Transport Protocol，RTP)等等。其中，SIP用来负责地址控管(Addressing)、能力相互告知(Capability Exchange)、登录(Registration)、通话设定(Call Setup)等等工作，QoS用来负责封包重新排序(PacketReorder)、可适性抖动补偿(Adaptive Jitter)、遗失封包处理(LostHandling)、流量控制(Flow Control)、回音消除(Echo Cancel)等等工作，RTP则用来负责数据类别辨识(Payload-type-Identification)、序列编号(Sequence numbering)、时间标签(Time Stamping)、传输监控(DeliveryMonitoring)等等工作。

由于VoIP电话100(特别是其中介软件层140)具有复杂的架构，并需负责执行许多复杂的运算，故必须使用较高阶的硬件来建构VoIP电话100，此点会增加整体的成本，此外，在各功能区块执行复杂运算的同时，将会造成庞大的功耗(Power Consumption)，而降低VoIP电话100的使用/待机时间。综上所述，虽然已知的VoIP电话100具有不错的可移动性，但其昂贵的售价以及过高的功耗都是令消费者却步的主要问题。

发明内容

本发明的一个方面揭露一种因特网协议传送语音系统，其包含有：第一装置，设置于无线局域网络中并连接于因特网，用来通过该因特网与远程装置进行网络语音通讯，其中，该第一装置处理与该远程装置进行网络语音通讯所接收到的声音信息以产生至少一播放音频封包，并通过该无线局域网络传送出该至少一播放音频封包，以及通过该无线局域网络接收至少一收录音频封包，并处理该至少一收录音频封包以产生与该远程装置进行网络语音通讯所传送出的声音信息；以及第二装置，设置于该无线局域网络中，用来通过该无线局域网络接收该至少一播放音频封包，并播放该至少一播放音频封包中所包含的声音信息，以及收录外部的声音信息以产生该至少一收录音频封包，并通过该无线局域网络传送出该至少一收录音频封包。

本发明的另一个方面还揭露一种无线局域网络装置，用来通过第一装置与远程装置进行网络语音通讯。该无线局域网络装置包含有：无线局域网络接口，用来通过无线局域网络自该第一装置接收该第一装置与该远程装置进行网络语音通讯所处理产生的至少一播放音频封包，并自该至少一播放音频封包中取出欲播放的声音信息，以及将该无线局域网络装置所收录的声音信息置入至少一收录音频封包中，并通过该无线局域网络将该至少一收录音频封包传送至该第一装置以供该第一装置与该远程装置进行网络语音通讯；麦克风，耦接于该无线局域网络接口，用来收录外部的声音信息以供该无线局域网络接口将其置入该至少一收录音频封包中；以及喇叭，耦接于该无线局域网络接口，用来播放该无线局域网络接口自该至少一播放音频封包中所取出欲播放的声音信息。

本发明的另一个方面还揭露一种无线局域网络装置，其包含有：无线局域网络接口，用来通过无线局域网络接收至少一播放音乐封包，并自该至少一播放音乐封包中取出欲播放的音乐信息；以及喇叭，耦接于该无线局域网络接口，用来播放该无线局域网络接口自该至少一播放音乐封包中所取出欲播放的音乐信息。

附图说明

图1为已知的VoIP电话的架构示意图。

图2为本发明的VoIP系统的一实施例示意图。

图3为图2中第一装置的软件架构的一个例子。

图4为图2中第二装置的硬件架构的一个例子。

图5为图2中第二装置的软件架构的一个例子。

[主要元件标号说明]

100 VoIP电话

120、520 使用者接口有限状态机层

121、122、123、124 使用者接口有限状态机

140、540 中介软件层

141、142、143、144、145、146、中介软件

147、148、149、541、542

160、560 实时操作系统层

161、561 实时操作系统

180、580 装置驱动层

181、182、183、184、185、186、装置驱动程序

581、582、583、584、585、586

210 无线局域网络

220 VoIP系统

230 第一装置

240 第二装置

250 因特网

310 VoIP软件

320 虚拟音频驱动程序

330 API客户

340 窗口核心

350 WLAN驱动程序

410 WLAN接口

420 微处理单元

430 显示屏

440 随机存取存储器

450 闪存

460 麦克风

470 喇叭

480 电池

490 键盘

具体实施方式

图2所示为本发明的VoIP系统的一实施例示意图。本实施例中的VoIP系统220包含有第一装置230与第二装置240，其中，第一装置230与第二装置240是设置于无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)210之中，两者可通过WLAN协议(例如IEEE 802.11系列或WIFI的协议)进行无线通讯，此外，第一装置230还连接于因特网250。明确地说，第一装置230为具有运算能力、配附有WLAN接口、并可连接至因特网250的电子装置，例如计算机或多媒体中心(Media Center)，第二装置240则为配附有WLAN接口，并可以收录、播放声音的电子装置，例如装设有WLAN接口的手持话机。

由于在本发明之中，复杂的VoIP相关运算皆由第一装置230(例如计算机)所负责，故第二装置240的架构会比已知的VoIP电话100简单许多，尤其是第二装置240的中介软件层，其远比VoIP电话100的中介软件层140简单，因此，即使不使用高阶的硬件，依旧可以生产制造出第二装置240，此外，由于第二装置240不需执行复杂的运算，故其功耗将会较低。换句话说，第二装置240不论在硬件成本或是功耗的考虑上，都会优于已知的VoIP电话100。而由于计算机是大多数使用者早已拥有的电子装置，且一般计算机皆具有强大的运算能力，故使用者可以直接使用既有的计算机来实现第一装置230，再以少量的支出来购买售价便宜的第二装置240，即可轻易组合出本实施例的VoIP系统220。

通过因特网250，第一装置230可与因特网250中的远程装置(未绘示)进行点对点(Peer to Peer)的VoIP语音通讯，为此，第一装置230必须负责控管会议发起协议、内网互连、实时流量协议、实时传输控制协议、资源预留协议、差别服务、音频协议、服务质量、以及实时传输控制协议等等较为复杂的工作，此外，第一装置230处理VoIP通讯所接收到的声音信息以产生至少一播放音频封包(符合WLAN的规格，其载有例如，可直接播放的PCM音频数据)，并通过无线局域网络210将该至少一播放音频封包传送至第二装置240以供第二装置240进行声音播放。

除了播放第一装置230送来的该至少一播放音频封包中的声音信息以外，第二装置240还需负责收录外部的声音信息(例如使用者所说出的话)，将收录的声音信息编码入至少一收录音频封包(符合WLAN的规格，举例来说，其载有PCM音频数据)之中，并通过无线局域网络210将该至少一收录音频封包传送至第一装置230，以供第一装置230处理产生VoIP通讯中所传出的声音信息。当然，第二装置240还可设有简易的输入/输出接口，供使用者进行简易的VoIP相关控制(例如号码输入、电话簿管理...)，换句话说，除了通过无线局域网络210互传包含有音频数据的封包之外，第一、第二装置230、240还可通过无线局域网络210互传包含有VoIP相关信息的封包。

图3所示为第一装置230的软件架构的一个例子。其执行了VoIP软件310、虚拟音频驱动程序320、应用程序接口客户(Application ProgramInterface Client，API Client)330、窗口核心(Windows Kernel)340、以及WLAN驱动程序350。其中，窗口核心340与WLAN驱动程序350是多数计算机本身即具备的软件区块，VoIP软件310是使用者可以轻易下载或购得的软件，虚拟音频驱动程序320与API客户330则是第一装置230中较为特别的软件区块。

对于VoIP软件310而言，虚拟音频驱动程序320的角色相当于连接至实体麦克风以及实体喇叭的实体声卡，VoIP软件310会将虚拟音频驱动程序320视为音频数据的输入/输出接口。换句话说，VoIP软件310自虚拟音频驱动程序320接收使用者欲传到远程装置的音频数据，并进行相关的处理，以及将VoIP通讯中所处理产生的音频数据(亦即欲播放的音频数据)传送至虚拟音频驱动程序320。

本例子中的API客户330主要的责任则包含有：将虚拟音频驱动程序320送出的音频数据通过窗口核心340传送至WLAN驱动程序350，将WLAN驱动程序350通过窗口核心340送出的音频数据传送至虚拟音频驱动程序320，将WLAN驱动程序350通过窗口核心340送出的VoIP控制指令(例如拨号指令，由使用者所下达)传送至VoIP软件310，以及将VoIP软件310送出的软件状态信息、通讯状态信息、或相关的通知信息(Notification)传送至WLAN驱动程序350。

WLAN驱动程序350负责将应用程序接口客户330通过窗口核心340传来的信息编码入WLAN封包(包含有前述的至少一播放音频封包)之中，以通过WLAN 210传送至第二装置240，以及从第二装置240通过WLAN 210传来的WLAN封包(包含有前述的至少一收录音频封包)中取出数据内容(Payload)，以通过窗口核心340传送至API客户330。

至于第二装置240，如前所述，其软件架构是比已知的VoIP电话100简单许多，其硬件成本则较为便宜。图4所示为第二装置240的硬件架构的一个例子，其包含有WLAN接口410、微控制单元(MCU)420、显示屏430、随机存取存储器(RAM)440、闪存(FLASH)450、麦克风460、喇叭470、电池480、以及键盘(Keypad)490。其中，WLAN接口410即为第二装置240中用以接收该至少一播放音频封包以及传送出该至少一收录音频封包的无线局域网络接口。由于第二装置240并非只是单纯的耳机、麦克风，其还具备简易的输入/输出接口，故使用者可以使用第二装置240执行简易的VoIP相关控制(例如号码输入、电话簿管理)、且第二装置240亦可以显示简易的VoIP相关信息给使用者知悉。

图5所示为第二装置240的软件架构的一个例子，其共包含有四层，分别为使用者接口有限状态机层520、中介软件层540、实时操作系统层560、以及装置驱动层580。很明显地，相较于VoIP电话100的中介软件层140，本实施例的第二装置240的中介软件层540是简单许多，更明确地说，中介软件层540并不需负责SIP、RTSP、RTCP、RSVP......这些协议的控管，其仅需通过简单的专用协议(Proprietary Protocol)541以及专用数据流(Proprietary Streaming)542来负责简单的VoIP控制信息与状态信息的互传，以及负责WLAN封包的流量控管即可。

由于本实施例的VoIP系统220是以WLAN作为第一、第二装置230、240之间联机的基础，而WLAN是一种甚为普遍且功能强大的无线传输规格，且WLAN可以提供相当不错的传输速率与传输距离，因此，本实施例的VoIP系统220具备以下优势：高频宽、采用较为普遍的无线传输规格、可涵盖广泛的使用者解决方案(User Scenario)、以及可轻易扩展使用者解决方案。

此外，由于第二装置240兼具WLAN或WIFI的功能以及音频收录/播放的功能，其应用亦可以不限于VoIP，举例来说，第二装置240可具有VoIP模式以及音乐模式，在VoIP模式之下，第二装置240执行前述VoIP相关的操作，在音乐模式之下，使用者则是将第二装置240当作无线耳机来聆听音乐使用，或是将第二装置240当作无线麦克风来使用。此时，使用者可以使用第一装置230来选择欲播放音乐文件(该欲播放音乐文件是存放于第一装置230之中)，第一装置230再将该欲播放音乐文件置入至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包通过无线局域网络210传送至第二装置240。而第二装置240的WLAN接口410通过无线局域网络210接收该至少一播放音乐封包，并自该至少一播放音乐封包中取出欲播放的音乐信息，喇叭470则播放WLAN接口410自该至少一播放音乐封包中所取出欲播放的音乐信息。

此外，在音乐模式之下，第一装置230亦可通过无线局域网络210告知第二装置240有哪些音乐文件是可播放的，第二装置240再将可播放的音乐文件显示于显示屏430上，并由使用者通过键盘490来选定欲播放的音乐文件(该音乐文件是存放于第一装置230之中)，接下来，第一装置230将该音乐文件置入至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包通过无线局域网络210传送至第二装置240。而第二装置240的WLAN接口410通过无线局域网络210接收该至少一播放音乐封包，并自该至少一播放音乐封包中取出欲播放的音乐信息，喇叭470则播放WLAN接口410自该至少一播放音乐封包中所取出欲播放的音乐信息。

以上所述的音乐模式是本实施例的VoIP系统220另一个额外的优点。

请注意，虽然以上所述皆以因特网协议传送语音最为主要的应用例子，实际上，本发明的概念亦可以应用于因特网协议传送视频之中，此时，第二装置240中必须包含有相关的视频播放/收录硬件，以实现因特网协议传送视频的应用。由于因特网协议传送视频的应用是类似于因特网协议传送语音的应用，不同点仅在于一者是传送语音，另一者则是传送视频，因此，本领域技术人员仅需参考前文的说明，即可轻易将本发明的概念应用于因特网协议传送视频之中，故对此将不再多作赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种无线局域网络装置，用来于通过第一装置与远程装置进行网络语音通讯，该无线局域网络装置包含有：

无线局域网络接口，用来通过无线局域网络与该第一装置连接，该第一装置执行因特网协议传送语音软件以与该远程装置通过因特网进行网络语音通讯，产生至少一播放音频封包，该无线局域网络接口接收该至少一播放音频封包，并自该至少一播放音频封包中取出欲播放的声音信息，以及将该无线局域网络装置所收录的声音信息置入至少一收录音频封包中，并通过该无线局域网络将该至少一收录音频封包传送至该第一装置以供该第一装置与该远程装置进行网络语音通讯；

麦克风，耦接于该无线局域网络接口，用来收录外部的声音信息以供该无线局域网络接口置入该至少一收录音频封包中；以及

喇叭，耦接于该无线局域网络接口，用来播放该无线局域网络接口自该至少一播放音频封包中所取出欲播放的声音信息。

2.根据权利要求1所述的无线局域网络装置，其中该无线局域网络是遵循IEEE 802.11系列或WIFI的标准。

3.根据权利要求1所述的无线局域网络装置，其为手持话机。

4.根据权利要求1所述的无线局域网络装置，在音乐模式下，该无线局域网络接口通过该无线局域网络无线接收至少一播放音乐封包，该喇叭则用来播放该至少一播放音乐封包中所包含的音乐信息。

5.根据权利要求4所述的无线局域网络装置，其中使用者使用该第一装置来选定欲播放音乐文件，该第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该无线局域网络装置。

6.根据权利要求4所述的无线局域网络装置，其中使用者使用该无线局域网络装置来选定欲播放音乐文件，该第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该无线局域网络装置。

7.一种因特网协议传送语音系统，其包含有：

第一装置，设置于无线局域网络中并连接于因特网，用来执行因特网协议传送语音软件以通过该因特网与远程装置进行网络语音通讯，其中，该第一装置处理与该远程装置进行网络语音通讯所接收到的声音信息以产生至少一播放音频封包，并通过该无线局域网络传送出该至少一播放音频封包，以及通过该无线局域网络接收至少一收录音频封包，并处理该至少一收录音频封包以产生与该远程装置进行网络语音通讯所传送出的声音信息；以及

第二装置，设置于该无线局域网络中，用来通过该无线局域网络接收该至少一播放音频封包，并播放该至少一播放音频封包中所包含的声音信息，以及收录外部的声音信息以产生该至少一收录音频封包，并通过该无线局域网络传送出该至少一收录音频封包。

8.根据权利要求7所述的因特网协议传送语音系统，其中该第一装置还执行虚拟音频驱动程序，以作为该因特网协议传送语音软件的音频输入/输出接口。

9.根据权利要求8所述的因特网协议传送语音系统，其中该第一装置还执行应用程序接口客户以及无线局域网络驱动程序，该应用程序接口客户用来将该虚拟音频驱动程序所输出的音频数据传送至该无线局域网络驱动程序，以及将该无线局域网络驱动程序所输出的音频数据传送至该虚拟音频驱动程序。

10.根据权利要求9所述的因特网协议传送语音系统，其中该无线局域网络驱动程序用来依据自该应用程序接口客户所接收到的音频数据来产生该至少一播放音频封包，以及自通过该无线局域网络所接收到的该至少一收录音频封包中取出欲输出至该应用程序接口客户的音频数据。

11.根据权利要求9所述的因特网协议传送语音系统，其中该应用程序接口客户还用来于该无线局域网络驱动程序以及该因特网协议传送语音软件之间传递该因特网协议传送语音软件的控制信息及/或状态信息。

12.根据权利要求7所述的因特网协议传送语音系统，其中该无线局域网络是遵循IEEE 802.11系列或WIFI的标准。

13.根据权利要求7所述的因特网协议传送语音系统，其中该第一装置为装设有无线局域网络接口的计算机。

14.根据权利要求7所述的因特网协议传送语音系统，其中该第二装置为手持话机。

15.根据权利要求7所述的因特网协议传送语音系统，其中该第二装置包含有：

无线局域网络接口，用来通过该无线局域网络自该第一装置接收该至少一播放音频封包，并自该至少一播放音频封包中取出欲播放的声音信息，以及将该无线局域网络装置所收录的声音信息置入该至少一收录音频封包中，并通过该无线局域网络将该至少一收录音频封包传送至该第一装置；

16.根据权利要求15所述的因特网协议传送语音系统，在音乐模式下，该无线局域网络接口通过该无线局域网络无线接收至少一播放音乐封包，该喇叭则用来播放该至少一播放音乐封包中所包含的音乐信息。

17.根据权利要求16所述的因特网协议传送语音系统，其中使用者使用该第一装置来选定欲播放音乐文件，该第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该无线局域网络装置。

18.根据权利要求16所述的因特网协议传送语音系统，其中使用者使用该第二装置来选定欲播放音乐文件，该第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该第二装置。

19.一种无线局域网络装置，其包含有：

无线局域网络接口，用来通过无线局域网络接收至少一播放音乐封包，并自该至少一播放音乐封包中取出欲播放的音乐信息；以及

喇叭，耦接于该无线局域网络接口，用来播放该无线局域网络接口自该至少一播放音乐封包中所取出欲播放的音乐信息。

20.根据权利要求19所述的无线局域网络装置，其中该无线局域网络是遵循IEEE 802.11系列或WIFI的标准。

21.根据权利要求19所述的无线局域网络装置，其还包含有麦克风，耦接于该无线局域网络接口，用来收录外部的声音信息；该无线局域网络接口则还用来将该麦克风所收录的声音信息置入至少一收录音频封包中，并通过该无线局域网络传送出该至少一收录音频封包。

22.根据权利要求19所述的无线局域网络装置，其为手持话机。

23.根据权利要求19所述的无线局域网络装置，其中使用者使用该无线局域网络中的第一装置来选定欲播放音乐文件，该第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该无线局域网络装置。

24.根据权利要求19所述的无线局域网络装置，其中使用者使用该无线局域网络装置来选定欲播放音乐文件，该无线局域网络中的第一装置则将该欲播放音乐文件中的数据置入该至少一播放音乐封包中，并将该至少一播放音乐封包传送至该无线局域网络装置。